目前，航空航天制造業(yè)廣泛應(yīng)用的刀具材料主要有以下幾大類：工具鋼(碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼)、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料。其中，硬質(zhì)合金刀具所占比重最大，在航空制造中是主導(dǎo)刀具，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。與硬質(zhì)合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、熱硬性和耐磨性，且化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化能力等均優(yōu)于硬質(zhì)合金，因此，陶瓷刀具已經(jīng)成為航空航天業(yè)刀具發(fā)展的一個(gè)主流。
航空航天產(chǎn)品使用場(chǎng)合的特殊性決定了航空航天零部件對(duì)所采用材料的特殊要求，如今，不銹鋼、鋁合金、鈦合金和高溫合金等難加工材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天業(yè)。新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)等在航空航天業(yè)加工中的逐步應(yīng)用，造成了航空航天零部件加工的難度越來越大，進(jìn)而造成航空航天零部件加工必須大量使用高性能的標(biāo)準(zhǔn)刀具和專用刀具才能滿足越來越高的加工要求。
航空航天業(yè)零部件加工需求大量硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具
隨著航空航天業(yè)鈦合金、高溫合金等難加工材料的廣泛應(yīng)用，如何正確選擇、合理使用刀具進(jìn)行高效高質(zhì)量切削加工已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的行業(yè)性話題。隨著工件材料與刀具材料、結(jié)構(gòu)等的互相促進(jìn)，航空航天制造業(yè)得以不斷發(fā)展，可以說刀具的不斷發(fā)展是航空航天制造業(yè)不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。
沈陽(yáng)黎明航發(fā)集團(tuán)的一位技術(shù)人員在談到該企業(yè)在使用刀具的一些經(jīng)驗(yàn)時(shí)表示，在航空航天材料加工過程中，槽加工和孔加工是加工難點(diǎn)。像發(fā)動(dòng)機(jī)盤類零件、軸類零件、機(jī)匣類零件加工對(duì)加工刀具的要求非常高，因此，在這類零部件的加工中高性能硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)刀具和硬質(zhì)合金非標(biāo)刀具使用量非常大。該技術(shù)人員認(rèn)為，在實(shí)際加工中刀具的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：工件材料、工件形狀、加工要求、加工機(jī)床、系統(tǒng)剛性、表面質(zhì)量技術(shù)要求等。
以渦輪機(jī)匣零件為例，從工件材料上分析，變形高溫合金、鑄造高溫合金等難加工材料大量采用，這些難加工材料導(dǎo)熱系數(shù)小，比強(qiáng)度大，切削溫度高，易產(chǎn)生加工硬化，切削時(shí)刀具磨損快，刀具壽命短，刀具消耗量大，因此必須合理選擇刀具幾何角度。從工件結(jié)構(gòu)上來看，壁薄、剛性差，難加工，加工零件凸起部分時(shí)，刀具系統(tǒng)容易與零件、夾具干涉，因此，必須對(duì)刀具路徑進(jìn)行優(yōu)化，如插銑加工代替?zhèn)茹?，空行程快速走刀，?yōu)化抬刀位置，采用螺旋插補(bǔ)等方式進(jìn)行銑削。從加工工序上分析，機(jī)匣需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工，為了節(jié)省刀具費(fèi)用，在制造這類零件時(shí)，粗加工時(shí)可采用高性能陶瓷銑刀，半精加工和精加工時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金刀具和非標(biāo)高性能專用刀具，這樣可顯著提高生產(chǎn)效率。從加工經(jīng)濟(jì)性方面上來說，刀具配置方案需要不斷改進(jìn)，盡量采用刀具商最新研發(fā)的產(chǎn)品。
航天科工集團(tuán)某研究院的一位技術(shù)人員在談到刀具選用時(shí)表示，在加工鈦合金、高溫合金等工件時(shí)，他們會(huì)優(yōu)先選用瓦爾特的WSM35、WSP45刀片，在切深較小時(shí)，使用這兩種刀片銑削上述材料工件時(shí)的切速可達(dá)70~150m/min;在加工難切削材料工件時(shí)，會(huì)優(yōu)先選用山高CVD涂層材質(zhì)等級(jí)為CP200、未涂層材質(zhì)等級(jí)為890的兩種刀片，這兩種刀片是針對(duì)高溫合金精加工和鈦合金加工而制作的兩種高硬度超細(xì)顆粒材質(zhì)等級(jí)刀具，同時(shí)對(duì)不銹鋼精加工也有良好的效果。
此外，他們還會(huì)有針對(duì)性的使用肯納、山特維克可樂滿、伊斯卡等進(jìn)口品牌刀具加工高溫合金、鈦合金與玻璃鋼復(fù)合材料等難加工材料。
航空航天零部件加工需要刀具供應(yīng)商與用戶密切合作
現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)航空航天刀具的發(fā)展?fàn)顩r與別的行業(yè)類似，如果出現(xiàn)市場(chǎng)上現(xiàn)有刀具無法解決的加工難題，特別是目前航空航天領(lǐng)域高精尖產(chǎn)品加工中遇到的鈦合金、鋁鎂合金等難加工材料及復(fù)合材料的加工難題，就需要刀具供應(yīng)商和用戶密切合作，通過共同研制、試切開發(fā)出專用刀具。同時(shí)，刀具廠商在產(chǎn)品面向市場(chǎng)之前，都是經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)、試切，確保滿足用戶加工過程中的各種需求。
中國(guó)航空航天工具協(xié)會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)楊衛(wèi)認(rèn)為，國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)所能提供的多是根據(jù)用戶實(shí)際需要推出的專用刀具，其技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量并不是很高，市場(chǎng)上的通用刀具產(chǎn)品不全且質(zhì)量不高，因而用戶在使用過程中仍以進(jìn)口刀具為主。以山特維克可樂滿、伊斯卡、肯納、山高和歐士機(jī)等為主的國(guó)際知名品牌在國(guó)內(nèi)大型城市都設(shè)有辦事處，購(gòu)買刀具比較方便，并且良好的售后服務(wù)及產(chǎn)品質(zhì)量保障，也使其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更優(yōu)于國(guó)內(nèi)企業(yè)。在這樣的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，中國(guó)航空航天工具業(yè)更應(yīng)該發(fā)揮自主創(chuàng)新的能力，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用企業(yè)的刀具國(guó)產(chǎn)化之路。
該工程師同時(shí)表示，刀具供應(yīng)商應(yīng)不斷了解用戶的需求，不僅要向用戶供應(yīng)優(yōu)質(zhì)刀具，還應(yīng)為用戶提供可行的刀具方案，定期舉行培訓(xùn)，把先進(jìn)的切削技術(shù)、高端的切削理念傳達(dá)給用戶的技術(shù)人員。通過有效的綜合刀具技術(shù)支持來提高航空航天企業(yè)的切削技術(shù)。這樣既能使刀具商推廣了自己的先進(jìn)刀具，又能滿足航空航天業(yè)切削技術(shù)進(jìn)步的需求，形成航空制造業(yè)用戶與刀具供應(yīng)商共贏的良好氛圍。
沈陽(yáng)黎明航發(fā)集團(tuán)的一位刀具工程師表示，刀具供應(yīng)商應(yīng)詳細(xì)了解用戶的真實(shí)需求，根據(jù)用戶的實(shí)際需要，提供用戶最需要的產(chǎn)品。刀具供應(yīng)商還要能做好技術(shù)指導(dǎo)方面的工作，并提供刀具方面的詳細(xì)資料，如什么樣的刀具適合于加工什么樣的材料工件，同時(shí)，給出刀具的最佳切削參數(shù)等。具體地說，用戶希望刀具供應(yīng)商所派的工程師不僅要熟悉國(guó)內(nèi)外刀具、材料技術(shù)以及發(fā)展動(dòng)態(tài)，熟悉金屬切削技術(shù)，還要熟悉機(jī)加工藝、各類通用刀具和數(shù)控刀具的選擇與應(yīng)用，熟悉各類數(shù)控機(jī)床，能獨(dú)立編制機(jī)加工藝和刀具配備方案，使用戶能夠更迅捷地接觸世界最先進(jìn)的刀具技術(shù)，與此同時(shí)也讓用戶獲得性價(jià)比更優(yōu)的刀具產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。