實現更高密度地發射——山高刀具助力首都航天機械公司高精、高效生產

山高刀具公司供稿

未來的某一天，我們將會看到這樣的景象：來自世界任何一個角落的用戶都能享受到由中國的衛星導航系統所提供的定位、導航及授時服務。事實上，這個“未來”并不遙遠，我國的第二代衛星導航系統，北斗衛星導航系統即將在2020年之前，將這個美麗的設想變成現實。

隨著人們對外太空的不斷探索，航天事業正處于蓬勃發展的時代，在最近的4～5年時間里，我國平均每年都要實施20次左右的高密度航天發射活動。作為我國規模最大的運載火箭總裝集成企業，跟以往相比，首都航天機械公司必須密切配合。公司對產品質量和制造效率的要求變得更加嚴格。盡管在多年的發展過程中，首航機械已經是行業內當之無愧的領軍企業，然而挑戰一直都在，無論是來自一個細小的零部件，還是來自每一道加工。

圖1 連接器裝配圖

發揮技術優勢，旨在解決難題

連接器（見圖1）被譽為火箭的臍帶，它的作用就是給火箭加注燃料，它的頂盤是連接器上的重要零部件，直接影響產品的鎖緊與脫落，其各個尺寸的加工能否滿足設計要求，最終影響到產品的整體性能。同時，由于產品材料為鍛件2A12T4，頂盤支耳截面尺寸約為16mm×9.5mm，相對高度卻為57mm，支耳自身結構也容易產生加工變形。此外，加工開擋較小，采用φ14mm刀具加工時，深徑比為4.07，所以刀具的剛性問題在此被放大。

在之前，首都航天機械公司一直采用普通W18Gr4V材料的刀具對這類產品進行加工，然而，由于刀具的硬度低、易磨損，還需要經常刀補，影響了產品的質量，且加工出的產品一致性差。不僅如此，因為刀具剛性低，所以切削時刀具會產生變形，這直接影響到產品的幾何公差。種種問題令首航機械備受困擾，設備能力被限制不說，還常常出現產品整體報廢的情況。

而在使用山高K30材料合金刀具進行加工后，刀具剛性與硬度大幅提升，設備最高轉速可達8 000 r/min，切削采用φ50mm方肩銑刀速度可達8 000 r/min，線速度達到了高速銑削區間。最大切削進給速度6 000mm/min，所以在保證產品加工質量的同時也大幅提高了加工效率。

這款連接器產品還有一個特點，那就是形面根部圓角較多，且孔位多有下限臺的要求，為了最大程度地幫助客戶，山高刀具為首航機械提供了相應的專用刀具，同時定制了整體制造方案，大大方便了首航機械進行刀具自主選型。

非標設計，為使用者量體裁衣

在首航機械所有的零部件中，頂盤零件是較難加工的零件之一，原因在于工件本身材料的特性以及外形的難加工問題。

頂盤零件（見圖2）使用的材料是鍛鋁和硬鋁，起初該零件的變形問題比較嚴重，由于材料應力的釋放，即便使用了加工效率高的數控機床，也會在放置一段時間之后，出現零件嚴重變形的情況。為此，首航機械調整了加工工藝流程，在尺寸為φ155mm內徑的粗加工中留出5mm的加工余量，然后進行應力釋放，再進行最后的精加工。在粗加工中，使用的是山高經典的玉米銑刀，極大提高了內徑的粗加工效率。

圖2 頂盤零件

頂盤零件另一個加工難題是外形的加工，該零件的外圓部分有6個圓，而且都有臺階部分需要加工；內圓部分有6對爪，是配合運動的，主要起導向作用，這6對爪長度均為73mm，加上外圓的徑向長度20mm，因此需要近100mm長的銑刀才能加工。而且6對爪的根部倒角為R5mm，需要使用φ10mm的銑刀進行加工，而φ10mm的銑刀一般長度是60mm，遠遠達不到使用要求。普通刀具切削刃太短，加之需要長徑比幾乎達到10的銑刀來進行加工，因此需要非標刀具來滿足需求。

“如果從現有的機床方面入手去進行改進會大費周折，我們轉換思維，從刀具入手，發現這樣見效更快，而且靈活性更高。”首都航天機械公司工藝組組長李偉介紹說。

兼顧成本優勢

除了連接器，山高的可換刀片銑刀也在首航機械得到了廣泛的應用，這得益于它的高性價比。硬質合金刀具價格不菲，而在刀具磨損后，一般來說，使用者為了保證加工質量只能更換新的刀具。但是，山高的可換刀片銑刀（見圖3）能夠在刀具磨損后通過自行更換刀片的方式，達到和新刀具一樣的加工效果，成本優勢凸顯。

圖3 山高刀具

這樣的案例不勝枚舉，比如，山高的刀頭與刀桿分離刀具解決了首航機械零件加工的大難題。在對某些鋁材零件加工時，工件的應力大，很容易變形。首航對這類深腔零部件加工時常常需要配置不同刀柄長度的刀具。但由于合金刀具的成本較高，無法大量購置，給加工造成了困擾。山高的刀頭與刀桿分離刀具極大地提高了刀頭的利用效率，客戶只需配置不同長度的硬質合金刀桿就能順利解決上述問題。

理念創新，提升未來競爭力

首航機械的產品中有很大比例的鋁、不銹鋼薄壁零件，山高刀具憑借質量可靠、刀具種類齊全以及通用性強的優勢，自2010年6月以來，在首航機械的許多條生產線上都可看到山高刀具的身影。首航機械的梁高超是國家技師，在銑削領域擁有豐富的實踐經驗，他對此評價說：“我們注意到，山高刀具種類繁多、附件齊全，基本能覆蓋我們80%以上機加產品的加工需求，這對我們而言意味著更多、更好的選擇。”

悠久的歷史讓首航機械積累了深厚的技術底蘊，但也因此產生了一些問題。正如李偉所說：“我廠正處在老舊設備更新換代時期，普通加工設備與數控設備的全面換代時期。在這個階段，我們需要更多先進切削理念的融入，以看清未來的發展方向和更新換代方向。山高刀具豐富的應用經驗有助于拓寬我們的加工思路。”