技术

     新型波音787Dreamliner客机的设计广泛地依赖于各种复合材料的应用，这一点已理所当然地受到人们的关注。但是，大量应用复合材料并不是这种飞机在材料上与众不同的唯一原因——与其它商业客机相比，波音787还采用了更多的钛合金零部件。

    为了满足对该型号飞机的订货，单单为了加工这些钛合金零部件，波音公司在未来3～5年内将至少需要使用1000台机床（主轴）。这一估计出自波音公司先进制造技术研发集团（密苏里州圣路易斯市）的工程师兼科学家KeithYoung。Young博士的工作任务之一就是帮助这些加工机床更加高效地为波音公司工作。加工航空钛合金零件的挑战在于：通过减薄零件的侧壁和底座，以及通过减少残留在零件拐角处的毛坯附加重量，使零件的重量更轻。Young博士及其研究小组通过试验，开发了可实现这一目标的加工技术。他们告诉波音公司的设计师：使加工后的钛合金零部件具备上述特点是完全可能的；同时，他们也指导加工提供商如何实现这种加工。
　　
　某些钛合金加工技术在生产军用战机的钛合金零件时即已开发成功。但是，商业客机在尺度规模上与军用战机有很大差异，客机的零件尺寸（尤其是凹腔深度）更大，如一种军用战机零件的凹腔深度为3英寸，而波音787钛合金零件的凹腔深度可达6英寸。但是，加工航空钛合金零件所用传统刀具的长径比通常为3∶1或4∶1，而加工这些新型零件要求刀具的长径比达到6∶1或8∶1。而且这些根本性的差异会影响到刀具系统的选择。例如，机夹刀片式铣刀通常可以采用钢制刀柄，而更深型腔的加工则需要使用刚性更高的硬质合金刀柄，以减小刀具挠曲变形和防止发生振颤。
　　
　TomTalley也是波音公司先进制造技术研发集团的工程师兼科学家，他与Young博士一样，非常了解如何选择适合加工最新一代钛合金零件的刀具系统，本文的内容即是基于这两位专家的推荐意见。但是他们也指出，这些建议的有效程度需要验证。虽然波音公司可能已对这些加工技术进行了认证，但并未对刀具制造商进行认证。本文提到的一些刀具制造商，是因为专家认为他们的产品是说明适用刀具类型的清楚实例。而在大多数情况下，其它刀具制造商也能提供类似产品。对于某一特定的加工任务，也可能其它刀具是更有效的选择。本文提到的刀具只是用于说明适合零件加工特点（这些特点对于波音公司显得日益重要）的刀具特性。
　　
　WeldonCrest-Kut刀具的特点是沿螺旋槽的几何形状呈不规则性。这种不规则几何形状的重要作用在于消除振颤。在许多铣削加工中，振颤都是一种限制性因素，它在某一特定的切削深度会加剧，通常会限制刀具获得在其它情况下刀具与主轴允许达到的更大切深。振颤现象部分是由于刀具的规则几何形状复映到被加工表面的规则波形所引起的。几何形状不规则的刀具螺旋槽不会产生这种规则波，因此可能提供振颤潜能的“信号”非常微弱，从而使这种刀具能够在可获得很高金属切除率的切削深度高效而平稳地进行切削。