多厉害的刀具才能拿下高温合金？
航空航天零部件之所以难加工，一是材料难，核心零部件使用大量的镍基高温合金材料；二是要在一整块材料上去除大部分金属材料，加工时间需要数周时间；三是零件精度要求高，可以说加工的安全性和稳定性是重中之重。
那么多厉害的刀具才能拿下高温合金？下面请出我们的两位选手，来自瓦尔特的最新的金虎刀片WMP45G材质和来自泰珂洛的BX815材质刀具。
01
瓦尔特
最新的金虎刀片WMP45G材质
加工难点
1.对于编程和刀具要求高
从机匣自身看，零件尺寸普遍较大，型面不规则，需要去除材料较多，刚性一般，必须在四轴或者五轴联动机床上加工，因而对于编程和刀具要求更高：一组刃口必须能坚持加工完一定时间，刀具可以微量磨损，但绝对不能崩刃。
2.螺纹加工
另外一个加工难点是高温合金材料上的加工螺纹：传统方式是采用丝锥，但如果丝锥意外折断在零件孔中，将会很麻烦，一是要用特殊方法取出，二是零件螺纹损伤，有报废风险。
解决方案
1.最新的金虎刀片WMP45G材质
瓦尔特可以为客户提供三种刀片材料：涂层硬质合金、陶瓷和CBN刀片。考虑到刀具经济性，大部分客户会使用涂层硬质合金刀具，瓦尔特最新的金虎刀片WMP45G材质，完全胜任这一艰巨的任务。刀片基体含有稀有金属元素，因而基体具有更好的高温红硬性和韧性，搭配瓦尔特专利的金虎技术，超低压 CVD-TiAlN涂层工艺，可以使得WMP45G硬度更高，寿命更长。加工时即使余量不均匀或者刀具悬伸较长时，也不会发生崩刃现象。这样换刀间隔更长，加工更安全，不会带来零件报废的风险。
加工案例
2.螺纹铣刀TC630
瓦尔特专门开发了应对此种工况的螺纹铣刀TC630，可以满足客户公制【M1.6 - M18】，英制 【UNC No.1-64 - UNC 3/4-10】、【UNF No.1-72 - UNF 3/4-16】、【STI UNF No.10-32 - STI UNF 3/8-24】的多种规格，刀具刃口设计带有瓦尔特 (威震) 技术。因为从攻丝改变为铣螺纹的工艺，从而加工完的螺纹表面质量更好，螺纹公差控制的精确。由于刀具直径比螺纹底孔直径小，也避免了断刀不好取出的风险，从而实现加工更轻松，更安全，更高效。
02
泰珂洛
BX815材质刀具加工难点
高速加工造成磨损加剧和刀尖崩损问题，制约生产效率
由于工艺安全和质量至关重要，航空工业关键零部件制造商对成品表面完整性有着严格要求，现有的加工工艺通常采用常规PVD涂层硬质合金刀片加工，因为高速加工导致的磨损加剧和刀尖崩损问题比较突出，严重制约了生产效率。
解决方案
泰珂洛公司针对高温合金等难加工材料推出CBN材质加工解决方案，特别是在精加工工序，泰珂洛BX815材质能够保证长而稳定的刀具寿命。
BX815材质
BX815微观结构图
BX815材质特点：
?BX815包含亚微米尺寸的细CBN颗粒和氧化铝粘结剂，获得了高热稳定性的材质；
?均匀分布的氧化锆颗粒提高了抗崩损性；
?实现如Inconel 718等镍基超级合金的高速加工，获得比传统材质更高的加工效率；
?材质中CBN和粘结剂均匀分布的基体在高切削参数条件下实现了较高的表面精度质量。
新的BX815材质刀片有两种刃口处理形式可选，为表面完整性进行了优化：LT型断屑槽采用了轻微倒角和研磨的刃口，常见于用于超级耐热合金加工的PCBN刀片中；E型断屑槽采用轻倒棱刃口，适用于低切削力。
BX815材质刀片还可提供定制化刃口处理形式，使其在目标领域实现最佳性能，同时也能够在高温和高速加工条件下保证工艺安全性和加工效率。
BX815材质刀片刃口处理类型
加工案例
薄壁零件钻孔攻丝，这种方法暴力且有效
在薄壁零件上钻孔攻丝，你们最先想到的是什么方式？
正如上图，热熔钻可以胜任。
热熔钻工艺是在金属薄板或管材上一次加工出孔和衬套的无屑加工技术，完全替代了在薄壁工件上焊(铆)接螺母的工艺。
采用热熔钻技术，可以方便的在小于12mm壁厚的薄壁件上形成衬套或光孔。衬套或光孔的厚度最高可达原始材料壁厚的4倍，孔径范围从1.8mm至32mm。
热熔钻采用耐磨、耐高温的硬质合金材料制成。当刀具和工件接触时，高的转速（1000~4000），和适当的轴向推力（进给力），使钻头和金属之间发生剧烈摩擦，瞬间达到600～800摄氏度的温度。钻头附近区域的金属迅速软化，继续施加轴向压力，快速在工件上、下表面挤压出约是初始板材3-5倍厚度的凸台和衬套。整个过程只需要2-6秒的时间。
采用丝锥进行攻丝
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对于需要光滑连接表面或倒角孔的加工，可采用平台型钻头，以切除在工件表面形成的凸台。衬套可以用作轴承支座，分叉喉道焊接口等用途。螺纹为挤压成形，加工出来的螺纹能承受更高的拉力和扭力。
加工过程简述：
第一步
热熔钻刚接触材料，并定位，然后再以高的轴向力和速度压在材料上。
第二步
施加的压力和速度产生所需的大约600℃的摩擦热，从而使材料塑化，并成型。热熔钻头在数秒内穿透材料。
第三步
热熔钻头从水平和垂直方向挤压金属，从而使材料向下移动，产生一个衬套。当热熔钻头贯穿金属的时候，进给压力逐渐减少，而进给速度逐渐增加。
第四步
现在，热熔钻加工已经形成一个衬套。进给反方向的材料被挤压并形成一个可用于密封的圆台。此圆台可在相同的操作中通过使用平头型钻头切除掉，在钻头刀带位置有一个切割刃口。
第五步可立刻采用挤压丝锥，对形成的衬套进行无切屑攻丝，而无需储存。冷挤压攻丝可增加材料硬度。
第六步
结果：能够承受高负载和扭力的连接。无需钻孔，以及随后向下的翻铆，或焊接螺母。
应用案例：
热熔钻成型可以与几乎所有薄壁金属（不包括锡或锌），如：普通钢材、不锈钢、低碳钢、铝、铜、黄铜、青铜、钛合金和其它各种具有延展性的工件材料，也可以加工电镀过的工件。
——END——
陶瓷加工中心：攻丝和铣螺纹的两种方法
在精密制造领域，陶瓷材料以其优异的耐磨性、耐腐蚀性以及高温稳定性，逐渐成为航空航天、汽车制造、医疗器械等高端行业不可或缺的材料。然而，陶瓷材料的硬度和脆性也为加工过程带来了挑战。陶瓷加工中心，作为处理这类材料的关键设备，其上的攻丝与铣螺纹技术更是至关重要。本文将深入探讨陶瓷加工中心在加工陶瓷材料时，所采用的攻丝与铣螺纹的两种方法，并详细分析各自的优缺点及应用场景。
攻丝：精细入微的螺纹成型
攻丝，是在预制孔中加工出内螺纹的一种工艺方法。对于陶瓷材料而言，传统的金属攻丝工具显然无法胜任，因此，陶瓷加工中心的攻丝过程往往依赖于特殊设计的硬质合金刀具或金刚石刀具。
1.硬质合金刀具攻丝
硬质合金，因其高硬度、高耐磨性和良好的热稳定性，是陶瓷材料攻丝的首选刀具材料。在攻丝过程中，刀具需以适当的转速和进给率缓慢推进，同时配以冷却液以降低切削温度，防止刀具过热导致的磨损或陶瓷材料开裂。硬质合金刀具攻丝的优点在于成本相对较低，适合大批量生产中对精度要求不是特别高的场景。然而，其缺点是刀具磨损较快，需要频繁更换，且对加工参数的调整要求较高，以保证加工质量和刀具寿命。
2.金刚石刀具攻丝
金刚石刀具以其极高的硬度和出色的耐磨性，在陶瓷材料加工中展现出无可比拟的优势。在攻丝过程中，金刚石刀具能够保持锋利的切削刃，有效减少切削力，降低陶瓷材料的崩裂风险。此外，金刚石刀具的寿命远长于硬质合金刀具，显著提高了加工效率并降低了生产成本。然而，金刚石刀具的成本也相对较高，且对加工设备的精度和稳定性要求极高，适用于高精度、小批量或对材料表面质量要求极高的场合。
铣螺纹：灵活多变的螺纹加工
铣螺纹，则是通过旋转的铣刀在工件表面直接切削出外螺纹的一种加工方法。对于陶瓷材料而言，铣螺纹技术更加灵活，能够适应不同形状、尺寸和位置的螺纹加工需求。
1.成型铣刀铣螺纹
成型铣刀，顾名思义，其刀具形状已预先设计为所需螺纹的形状。在加工过程中，刀具沿预定路径移动，直接切削出完整的螺纹。这种方法加工效率高，螺纹形状一致性好，特别适用于大批量、标准化生产的场景。然而，成型铣刀的制造成本较高，且一旦刀具磨损，需更换整把刀具，增加了生产成本。此外，对于非标准或特殊形状的螺纹，成型铣刀的适用性较差。
2. 数控铣削铣螺纹
随着数控技术的发展，数控铣削已成为陶瓷材料铣螺纹的主流方式。通过编写复杂的数控程序，控制铣刀在三维空间内精确移动，逐步切削出所需的螺纹形状。这种方法灵活性高，能够加工出各种复杂形状的螺纹，且加工精度和表面质量均优于传统方法。数控铣削还允许在加工过程中实时调整参数，以应对不同材质、硬度和形状的陶瓷材料。然而，数控铣削对设备、软件和操作人员的技术水平要求较高，且加工周期相对较长。
综合比较与应用建议
在选择陶瓷加工中心的攻丝与铣螺纹方法时，需综合考虑材料特性、加工要求、成本效益等因素。对于大批量、标准化生产且对成本有一定要求的场景，硬质合金刀具攻丝和成型铣刀铣螺纹可能是更经济的选择；而对于高精度、小批量或对材料表面质量要求极高的场合，金刚石刀具攻丝和数控铣削则更具优势。
此外，随着智能制造和自动化技术的不断发展，陶瓷加工中心的攻丝与铣螺纹技术也将不断升级，向着更高效、更智能、更环保的方向迈进。例如，通过引入智能传感器和在线监测系统，实现对加工过程的实时监控和智能调整；利用激光辅助加工技术，提高加工精度和减少材料浪费；以及采用环保型冷却液，降低加工过程对环境的影响等。
总之，陶瓷加工中心的攻丝与铣螺纹技术是实现陶瓷材料精密加工的关键环节。通过不断优化和创新，这些技术将为陶瓷材料的广泛应用提供有力支撑，推动相关产业的高质量发展。