噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及整體葉盤的高效加工方案

伊斯卡公司供稿

作為引領(lǐng)全球航空加工制造業(yè)的刀具供應(yīng)商，伊斯卡以持續(xù)研發(fā)來確保提供更高效、更經(jīng)濟(jì)的切削刀具，以適用于各部件多樣的加工需求。除了在其他領(lǐng)域的成功，伊斯卡還因向整體葉盤提供創(chuàng)新的高效解決方案而享有良好的聲譽(yù)。

整體葉盤（見圖1）是由一個(gè)輪盤及多個(gè)葉片組成的單個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)組件。研發(fā)整體葉盤的目的旨在取代由一個(gè)輪盤與多個(gè)可移出的葉片組成的傳統(tǒng)裝配式葉盤。自20世紀(jì)80年代中期推向市場(chǎng)后，整體葉盤越來越受市場(chǎng)歡迎。整體葉盤也被稱作整體葉盤轉(zhuǎn)子（IBR's），往往由整體材料加工而成。

圖 1

整體葉盤的壓縮機(jī)和風(fēng)扇在現(xiàn)代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)用不僅帶來性能的改善，還免除了對(duì)輪盤及葉片進(jìn)行組裝，并使得重要組件能在一次裝夾中在同一臺(tái)機(jī)床上完成加工。

源于整體葉盤形狀復(fù)雜，零件的加工除確需使用多軸機(jī)床及前沿的數(shù)控軟件，還需要高效可靠的切削刀具。由于整體葉盤的主要加工方式為銑削，銑刀的品質(zhì)至關(guān)重要。整體葉盤通常由鈦合金（Ti）或鎳基合金（Ni）制成，故而所使用的銑刀需滿足這類難加工材料嚴(yán)苛的生產(chǎn)率及萬無一失的加工需求。

作為全球航空加工制造業(yè)的主要供應(yīng)商之一，伊斯卡已研發(fā)出眾多壽命長(zhǎng)，技術(shù)出眾的銑刀，不僅有助于保障整體葉盤的高品質(zhì)，還能大幅提升用戶的生產(chǎn)率。伊斯卡回應(yīng)整體葉盤高效加工而給出的答案是提供應(yīng)用了公司高品質(zhì)涂層技術(shù)的整體硬質(zhì)合金立銑刀及技術(shù)創(chuàng)新的變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）。

相關(guān)刀具來自伊斯卡多產(chǎn)的研發(fā)部門。伊斯卡采用亞細(xì)晶粒及超細(xì)晶?；w結(jié)合了PVD納米涂層技術(shù)及前沿的束魔涂層后處理技術(shù)（SUMO TEC）,顯著提升了刀具的抗沖擊強(qiáng)度及耐磨性，收獲更長(zhǎng)的刀具壽命，提升了加工特性。

源于整體葉盤的銑削加工由槽的粗加工開始，伊斯卡專為此加工需求研制了整體硬質(zhì)合金立銑刀ECK-M。這些高效銑刀的切削刃經(jīng)特別處理而具有強(qiáng)固的幾何形體，是高效銑削鈦合金的理想選擇。

變形金剛立銑刀（MULTIMASTER）由刀桿及刀頭組成，可換頭式硬質(zhì)合金刀頭通過螺紋聯(lián)接至刀桿，實(shí)現(xiàn)快換刀頭。柔性化的變形金剛立銑刀系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)除了最小化裝夾時(shí)間還具有將標(biāo)準(zhǔn)刀桿與刀頭裝配至15 000多種組合方式的能力。如有必要，裝配中還可采用延長(zhǎng)桿。無論是適用于常規(guī)加工任務(wù)的鋼質(zhì)刀桿還是高剛性的硬質(zhì)合金刀桿抑或具有抗振性能的鎢合金刀桿，伊斯卡提供一系列刀桿大大增加裝配可選性。

在對(duì)一些整體葉盤進(jìn)行槽銑粗加工時(shí)，比如加工鎳基合金，擺線加工是非常高效的加工方法，因此，強(qiáng)烈推薦采用擺線式刀具路徑。伊斯卡抗振降噪立銑刀（CHATTERFREE）EC-H7為此加工方式而特別制作。該銑刀帶7個(gè)不等螺旋角的切削刃，能實(shí)現(xiàn)高的金屬去除率。

當(dāng)對(duì)整體葉盤進(jìn)行精銑加工（見圖2）時(shí)，良好的被加工表面粗糙度及可預(yù)測(cè)的長(zhǎng)刀具壽命至關(guān)重要。立銑刀往往以大懸伸的方式進(jìn)行精銑加工，對(duì)刀具的加工穩(wěn)定性具有高訴求。對(duì)于此類加工狀況，伊斯卡推薦采用帶有錐頸的防振降噪整體硬質(zhì)合金球頭立銑刀（CHATTERFREE），該銑刀具有不等螺旋角的特點(diǎn)。此外，在許多情況下，錐頸球頭變形金剛立銑刀（M U LT IMASTER）刀頭的采用提供了可接受的、更經(jīng)濟(jì)的方案。

整體葉盤的高效銑削基于三大支柱：高速多主軸機(jī)床，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)及CAD/CAM軟件以及不可或缺的高效銑刀。伊斯卡研制出一系列采用了新合金牌號(hào)及技術(shù)創(chuàng)新的幾何形體的高效切削刀具，使得眾多來自全球的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及整體葉盤（IBR）的制造商們大幅降低了單件生產(chǎn)成本（CPU）。

圖 2