СЕРДЦЕ САМОЛЕТА

Огромная доля аэрокосмической отрасли - это производство двигателей для всевозможных летательных аппаратов. Важность этого направления очевидна, ведь двигатель - это сердце самолета. Он должен быть надежным, функциональным и максимально дешевым. Понимая эти задачи, производители металлорежущего оборудования и инструмента постоянно работают над созданием новых, более эффективных инструментальных решений и технологий для авиастроения.

О современных тенденциях и технологических решениях в этой области рассказывает Крис Миллз (Chris Mills), старший менеджер Sandvik Coromant по технологиям применения режущего инструмента в авиационной отрасли.

Многие детали современных авиадвигателей, чтобы соответствовать высоким эксплуатационным требованиям, изготавливаются из цельных заготовок большого размера. Припуски на обработку у подобных деталей велики, что требует продолжительной механической обработки, состоящей из нескольких этапов. Задача режущего инструмента - отделить от заготовки большой припуск металла. И чем быстрее это будет сделано, тем лучше. Также от инструмента, технологии его применения и возможностей оборудования зависит окончательная форма, точность и качество законченной детали.

Применение современных инструментов и методов обработки позволило значительно усовершенствовать технологию изготовления деталей авиадвигателей. Прежде всего, весь процесс производства детали предлагается разделить на стадии, которые отличаются условиями применения режущего инструмента. Таких стадий выделено три. И для каждой из них подбирается наиболее эффективное решение.

Первоначально начинают обрабатывать грубую заготовку, обычно поковку, с которой нужно удалить корку, убрать неровности и эксцентриситет. Данный этап производится до термической обработки. Основное требование к технологии на этой стадии - максимальная производительность. Качество поверхности и её геометрическая точность на данном этапе не столь важны, поскольку форма детали еще далека от окончательной. Обычно обработка выполняется на универсальных или программно управляемых токарных станках инструментом, оснащенным пластинами большого размера. Применение таких пластин обусловливается их способностью работать со значительными глубинами резания. Специально для предварительной обработки в Sandvik Coromant разработаны пластины с геометрией SR.

Второй этап изготовления детали (промежуточная обработка) самый долгий, поскольку с заготовки будет удаляться основной припуск. Большая продолжительность обработки означает большие затраты, поэтому высокая производительность инструмента чрезвычайно важна. Цели технологии на этой стадии - обеспечить максимальную скорость съема металла при сохранении безопасности и надежности процесса обработки.

Для достижения высокой производительности и надежности Sandvik Coromant предлагает выбирать решения для промежуточной обработки в зависимости от величины главного угла в плане при максимальной глубине резания. В Sandvik Coromant разработаны новые геометрии пластин - круглая - SM, - SR, Xcel-SM для достижения максимальной эффективности применения сплава S05F с покрытием CVD.

От качества исполнения зависит ресурс и надежность детали, поэтому выбор технологии окончательной обработки производится в соответствии с техническими требованиями к готовому изделию. Понимание того, как режущий инструмент влияет на состояние поверхностного слоя детали, позволяет подобрать правильный инструмент и режимы резания.
Примером нестандартного подхода к чистовой обработке является расчет скорости резания по спиральному пути резания. При большой жесткости системы СПИД (Станок - Приспособление - Инструмент - Деталь) рекомендуется применять пластины из твердого сплава S05F с геометрией MF или пластины Corocut с геометрией RO.

Жаропрочные материалы и титановые сплавы являются основными материалами для изготовления деталей авиадвигателей. Их особенность заключается в чрезвычайной труднообрабатываемости. Современные инструментальные разработки нацелены на улучшение и ускорение процесса обработки в конкретных условиях на конкретных операциях. Ранее обычным подходом было использование твердого сплава без покрытия при скорости резания 30 м/мин на всех операциях.

Точение титановых сплавов. Химическая активность титана при высоких температурах заставляет использовать для его обработки твердые сплавы без покрытия. Однако новые геометрии режущих пластин позволяют увеличить производительность и в таких сложных условиях. Кроме того, Sandvik Coromant обладает передовой технологией Jetbreak, которая заключается в работе инструмента с подачей СОЖ в зону резания под высоким давлением.

Точение жаропрочных материалов. Новейшие разработки в этом сегменте заключаются в применении специализированных твердых сплавов и керамики. Изучение процесса резания и развития износа пластины привело к созданию набора сплавов, применимых для любых условий обработки. Данный набор включает сплавы с покрытиями PVD- и CVD-типов и несколько вариантов керамики, позволяющие значительно увеличить скорость съема материала благодаря высокой износостойкости поверхности инструмента.

Фрезерование титановых сплавов. Уменьшение температуры в зоне резания является залогом большой стойкости инструмента и высокой производительности работы.

Фрезерование жаропрочных материалов. Возможно, это самая трудная операция в авиационной отрасли. Для ее выполнения с приемлемой производительностью рекомендуется применять инструменты, оснащенные пластинами круглой формы. Для достижения лучших результатов Sandvik Coromant предлагает фрезы CoroMill 300 позитивного исполнения в комбинации с пластинами из твердого сплава GC2040. Кроме того, предлагаются фрезерные инструменты, оснащенные керамическими пластинами, которые обеспечивают фантастическую скорость резания - 1000 м/мин, в то время как возможности инструментов из твердых сплавов ограничены величиной, не превышающей 50 м/мин.

Sandvik Coromant постоянно работает над совершенствованием инструментальных решений для авиации, однако инструмент работает эффективно только тогда, когда применяется правильно. Поэтому инженеры нашей компании уделяют пристальное внимание не только разработке новых инструментов, но и созданию эффективной технологии их применения. Проводится множество испытаний, связанных с обработкой элементов деталей авиадвигателей, которые изготавливаются как из широко применяемых, так и из новых перспективных материалов. Эти знания жизненно важны для дальнейшего развития технологий, а также для информационного обеспечения технических специалистов Sandvik Coromant, работающих с производителями двигателей для летательных аппаратов.

В первую очередь, при разработке технологического проекта определяются основные характеристики детали: материал, заготовка, окончательная форма, точность и качество поверхности, количество в партии. После этого создается техпроцесс - методы обработки отдельных элементов детали, инструменты, программирование, режимы резания. Проверка нескольких вариантов технологии позволяет выявить и рекомендовать оптимальное решение. Такие решения предлагаются потребителю, а также ложатся в основу специализированных технических семинаров для заказчиков и технических руководств Sandvik Coromant.

Совместная работа промышленности и науки жизненно важна для перспективных разработок. В Исследовательском центре Университета Шеффилда создана прекрасная партнерская атмосфера для заинтересованных производителей, субподрядчиков, представителей правительства и академической науки. Целью Центра является создание производственных технологий будущего, которые смогут значительно продвинуть авиационную отрасль вперед. Партнерские отношения с Центром позволили компании Sandvik Coromant понять и оценить свои возможности, многому научиться и повлиять на будущее авиастроения.
Sandvik Coromant - компания, являющаяся мировым лидером в производстве токарного, фрезерного, сверлильного инструмента и инструментальной оснастки для различных видов промышленного оборудования. Более 7000 сотрудников Sandvik Coromant занимаются продажей инструмента и сервисной поддержкой потребителей в 60-ти странах. Кроме того, компания имеет широкую дилерскую сеть. Двадцать Центров Эффективности Металлообработки, расположенные по всему миру, обеспечивают заказчиков и сотрудников Sandvik Coromant знаниями о самых современных решениях и методах для увеличения производительности.

ООО "Сандвик" 127018, Москва, ул. Полковая, 1
тел.: (495) 916-7191, 956-5080
факс:(495) 689-7124, 689-8343
coromant.ru@sandvik.com
www.coromant.sandvik.com/ru