飞机起落架的高质量切削

2022年11月28日 pm11:26 • 技术综合

　　起落架专家梅西埃(Messier-Dowty)航空英国分部已经花了过去五年时间去开发一种高效、经济的方法，加工这些高质量、复杂的钛合金零件，其中包含着来自山高刀具的帮助和建议。

　　当用于飞机起落架的大型结构零件成为英国Gloucester的梅西埃工厂的支柱时，由波音787 梦想飞机上支柱横梁所提出的挑战已经试验了该公司全部的决心和设计技能。这主要因为专门开发的5-5-5-3材料代表了下一代的钛合金，当2003年该项目开始时还不存在适用的切削刀具。

　　“这种材料已经被开发用于提供令人印象深刻的强度重量比，”梅西埃的制造发展经理Philip Spiers解释道。“飞机的空机重量节约百分之一就能使燃油消耗减少百分之三，回报是显著的，尤其是当今燃油占了航班总成本的百分之三十以上。”为了有助于开发加工解决方案，梅西埃邀请了精心选择的多家优秀刀具供应商来商议“加速工艺开发”的目标。原先就拥有加工“标准”钛合金经验的山高刀具在2004年展开了它的第一次切削试验。

　　虽然效率和成本是主要驱动因素，但这些渴望追求的东西决不能以牺牲质量为代价。随着超过130吨的下降力作用在每个支柱横梁上，绝不允许加工质量差的零件。再者，每个毛坯都要花费很多个以千为单位的英镑：生产出废品完全不能成为一个被选项目，尤其是当该项目代表了梅西埃从波音得到的起落架的第一个商业合同。

　　被用来执行钛合金锻造毛坯件粗加工的机床是一台六主轴的DST Droop &Rein CNC铣床。虽然它远非Gloucester工厂最新的型号，Spiers先生说：“世界上没有公司能比得上它每个主轴的单位成本。”该机床特有的齿轮驱动的床头箱在较低的主轴转速时提供高功率。

　　从一个获得的刀具寿命仅比以秒来计数稍好的情形(归因于极高的热和切削力)开始，包含英国的David Pearson 和Dave Todd以及更多来自山高瑞典总部的专家组成的山高刀具团队着手通过对切削刃微观几何角度的修改来获得性能的大幅提高。与正在进行的材质等级试验和切削策略、参数的持续调整串联在一起，这导致Spiers现在命名为“一个稳定、可重复的工艺”的进展产生。

　　解决方案是基于使用一个直径80mm的玉米铣刀(R220.69 Power Turbo)和装有五个改制的20mm圆刀片(RPHT.2006)的仿形铣刀(R220.29)，它是基于硬质合金材质等级T350M的一个特殊变种。该刀具被用于插铣锻件的廓形，这个粗加工要从零件表面去除大约30mm余量。

　　“对于这个加工，我们有一个必须要实现的‘目标’成本。”Spiers 说。“如果我们假定目标成本的比值为‘1’(那是我们现在的状态)，在首次切削试验后我们所处的比值为1.6，那表明我们距离完成这个项目还有多远。基本上，通过我们与刀具供应商的合作，粗加工时间已经削减了60-70 %。”

　　Spiers由衷地称赞山高团队在为这个富有挑战的工程困境提供解决方案所作出的努力。“我们都必须回到基本事实，”他说。“材料时新的，没有现成的参数，那意味着我们不得不去猜测一个初始的‘最佳点’并通过尝试不同的思路来改进解决方案。这就是一个梅西埃的制造工程师与刀具供应商协力开发新思路并将其用于试验的案例。”

　　“通过现有技术的简单应用，最终的解决方案还没有被推究出来，但是有经验的工程师们已经展示出解决棘手的制造问题的能力。来自山高刀具在这里和我们在法国的兄弟公司的合作一直是第一流的，直接表现为在具体层面上开展工作来提供最优的解决方案。”

　　可是，梅西埃和山高刀具都还没有彻底结束该项目。“我们意识到我们的成本正在上升，所以我们必须要做得更多才能确保一个更好的利润率，”Spiers先生说。“正因为这样，我们正与山高刀具在镀层方面紧密合作，希望能获得更大的收获。”梅西埃展示出的决心反映了英国航空在一个世纪中的创新精神，Samuel Franklin Cody在英国Farnborough(两年一届航空展的举办地)进行首次成功、持续、动力推动的飞行距今已经100年了。自1908年以来，技术也许已经领先一些，但其精神仍然是一样的。

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飞机起落架的高质量切削

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