は21世紀に入り、激しい市場競争は機械製造技術を先導する先進的な製造技術を今までにないスピードで発展させ航空部品の製造もデジタル製造技術を特徴とする発展時期に入った。慧聡表面処理網小編によると、先進的な航空製品は航空部品がより優れた性能、より低いコストとより高い環境性を要求し、加工技術はより速い加工速度を要求し、より高い信頼性、高い繰り返し精度、再現性。伝統的な刃物はすでに以上の要求を満たすことができず、刃物業界は「高精度、高効率、高信頼性と専用化」の現代刃物生産の新しい構造に入った。

高速、高効率切削

科学技術の進歩に伴い、我々は先進的な製造技術の急速な発展時期にあり、nc工作機械の普及応用は部品加工の補助時間を大幅に短縮し、生産性を大幅に向上させた。航空部品加工の総工程では、補助時間が短縮され、切削に占める時間の割合が増大し、工作機械の生産性をさらに高めるためには、切削速度を大幅に向上させなければならないこれもここ数十年来高速切削技術が急速に発展した主な原因である。高速加工は主に航空工業の軽合金の加工に使われ、現在、航空製造業が加工効率と品質を高め、加工コストを下げる主要な方法となっている。

航空部品加工では、高速切削が多く応用されている。主に

(1) といういくつかの原因がある最大限の減量とその他の要求を満たすために、多くの部材、壁板などは「全体製造法」を採用しています。大量の金属材料を除去する必要があり、切削時間が部品の総生産時間を占める割合が大きいため、生産性を高める方法の一つは高速切削加工を採用することである。

(2) 飛行機部品の構造が複雑で、精度が高く、部品の薄肉、細筋構造の剛性が悪いので、加工中のラジアル切削力と熱変形をできるだけ少なくしなければならない高速切削加工でしかこれらの要求を満たすことができない。

(3) ニッケル基高温合金、チタン合金、高強度構造鋼などの難加工材料は現代航空製品に大量に採用され、これらの材料は強度が大きく、硬度が高く、衝撃に強い、加工中に硬化しやすく、切削温度が高く、工具の摩耗が深刻で、加工しにくい材料である。一般的に低い切削速度で加工し、高速切削を採用すれば、生産性を大幅に向上させるだけでなく、工具の摩耗を効果的に低減し、部品の表面品質を向上させることができる。

高速切削加工は伝統的な切削加工技術とは異なる加工メカニズムと応用の優位性があり、それはnc加工技術観念の転換である。航空製品の材料と構造の特徴によって、高速加工を実現するには先進的な高速切削工具を保証しなければならない。高速切削工具は良好な耐摩耗性と高強度靭性を持っていなければならず、先進的な工具材料、優れた工具コーティング技術、合理的な幾何構造パラメータ、高度な動バランス工具システム、安全で信頼できるクランプ方式高同心度の刃精度など。

刃物切削材の発展方向と応用

現在、飛行機製造分野では、高速鋼刃物は各種類の切削加工総工具量の約6を占めている硬質合金工具は総工具量の約35% を占め、超硬工具 (立方窒化ホウ素、ダイヤモンド) は全工具の総量が5% を超えない。今後、航空新材料の出現に伴い、硬切削、ドライ切削の応用が増え、超硬工具、コーティング工具、セラミック工具、立方窒化ホウ素工具と結晶ダイヤモンド工具の比率が大幅に向上する。

1.超硬合金材料の発展

高速切削技術の急速な発展を満たすために、超硬合金を中心とした各種工具材料の性能が全面的に向上し、細粒、超微細粒子超硬合金の開発とコーティング技術の超硬工具への応用は超硬合金材料の強度と靭性を著しく高めたそれを使って製造した全体合金工具は伝統的な高速鋼工具に取って代わり、切削速度と加工効率を数倍に向上させ、高速切削の普及に重要な基礎を築いた。全体的な硬質合金は複雑な成形工具にも応用され、製品の加工多様性の需要を満たしている。現在、国内の厦門金鷺特殊合金有限公司、株洲ダイヤモンド硬質切削工具株式会社、四平ボルト工芸装備有限公司及び陝西航空硬質合金工具公司はいずれも航空工業のために硬質合金工具を提供することができます。その製品の性能は世界の先進レベルに近い。

21世紀の硬質合金工具材料は二つの方面で発展しなければならない: 一つは結晶粒を微細化してナノレベルの微結晶レベルに達することである。硬質合金の結晶粒サイズが小さいほど、硬質合金の硬度は高いほど耐摩耗性が良く、靭性と剛性も高く、その応用範囲を拡大する第二に、新技術の新技術を応用して新型超硬合金を開発し、超硬合金の内部性能と品質を向上させる。

2.コーティング技術の発展

刃物コーティング技術は現代の切削加工と刃物の発展の中で非常に重要な役割を果たし、誕生以来急速に発展し、特にここ数年大きな進展を遂げた化学コーティング (CVD) は依然として転位可能なブレードの主要なコーティング技術であり、中温CVD、厚膜三酸化アルミニウム、移行層などの新技術を相次いで開発し、マトリックス材料の改善に加えてCVDコーティングの耐摩耗性と靭性を向上させた物理コーティング (PVD) 技術も大きなブレークスルーを得て、コーティング設備の構造、プロセス、自動制御などの面で大きな進展を遂げ、高速切削、ドライ切削、ハード切削に適応した耐熱性の高いコーティングを開発し、コーティング構造の革新を通じてナノ、多層構造など大量の新型コーティングは、コーティング硬度と靭性を大幅に向上させた。

3.超硬工具材料の発展

超硬材料はダイヤモンドと立方窒化ホウ素 (CBN) を指し、その硬度は他の工具材料より数倍高く、ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質であるCBNの硬度はダイヤモンドに次ぐ。近年、超硬工具材料は急速に発展している。

ダイヤモンド工具材料は、天然ダイヤモンド (ND)、人工結晶ダイヤモンド複合シート (PCD/CC)、ダイヤモンド薄膜コーティング工具 (CD)、ダイヤモンド厚膜カッター (FCD) と人工結晶ダイヤモンド (PCD)。NDの結晶異方性は、ナイフミルの使用時に適切な方向を選択しなければならない人工ダイヤモンドは等方性で、その硬度はNDより低いが、強度と靭性はNDより良い。

ダイヤモンドカッターは、非鉄金属材料と非金属材料を効果的に加工できる。例えば、銅、タングステンなどの非鉄金属とその合金、セラミックス、超硬合金、各種繊維と粒子強化複合材料、プラスチック、ゴム、黒鉛、ガラスと木材などダイヤモンドは鋼鉄や他の鉄族元素を切ることを禁じている。

立方晶窒化ホウ素 (CBN) 刃物材料は極めて高い硬度と赤硬性を持っており、高速仕上げや半仕上げ焼入れ鋼、冷硬鋳鉄、高温合金の理想的な刃物材料であるCBN刃物は高硬度部品を加工する際に良好な加工表面粗さが得られるため、CBN刃物切削焼入れ鋼を採用することで「切代研」を実現できる。

4.高速鋼材料の発展

は将来の工具材料の発展の中で高速鋼材料の発展に言及しなければならない。高速鋼材料の世界での売上高は年々減少しているにもかかわらずしかし、高性能コバルト高速度鋼と粉末冶金高速度鋼の使用量は増え続けており、この2種類の高性能高速度鋼は普通の高速度鋼よりも耐摩耗性、赤硬性と使用の信頼性が高い。人々が切削加工の効率を追求する向上と観念の転換に伴い、これらの高性能高速鋼工具は航空分野で大量に採用されている。航空難加工材料のように、リベット機で使用されるドリル、拡げ、ヒンジ、ヒンジ一体の高精度複合工具と飛行機部品の複雑なタイプの各種複合工具を自動的にドリルする。

科学技術の進歩、先進的な製造システム、高速切削、超精密加工、グリーン製造の発展と実現に伴い、工具に新たな要求を出した将来は刃物の材料も必ず大きな発展があります。工具材料とワーク材料の双方が交互に発展し、相互に促進し、切削工具が絶えず発展する歴史的法則となっている。将来、工具材料はワークの性能向上、加工ロットの増加、製造精度の向上という厳しい課題に直面する。材料科学の進歩は、工具材料の発展を推進し、工具材料の発展は原材料資源の制約を考慮しなければならない。新品種の出現は、新旧品種がそれぞれ占める割合の変化とそれらの間の競争と相互補充の構造は、将来の刃物材料の発展の新たな特徴となる。