图1  编程软件RCS向用户提供高效、高质量的透平叶片加工效果

数十年来，斯达拉格海科特凭借精密强劲的STC和BTP系列加工中心以及全面专业的工艺经验，一直致力于服务航空制造业和钛合金加工业的领军企业。

从事钛合金加工的工艺人员对这种特殊的难切削材料再熟悉不过。这种材料在具有优秀的稳定性的同时，重量却很轻。钛合金在航空业的应用正在与日俱增。大量使用钛合金和复合材料是未来大型民用客机、军用战斗机和宇宙飞船的发展趋势。这一技术趋势不仅体现在飞机结构件上，也体现在发动机部件中。

众所周知，钛合金由于本身硬度高和导热性差的原因，切削时刀尖需要承受很高的温度。而且，钛合金零件的毛胚通常采用冷锻工艺制造，硬度明显增加，拉伸强度增加三倍，屈服强度则最高降低90%。这使得刀具在切削时更容易断刃。

图2  专为用户工艺设计的特殊刀具能够大幅提高钛合金加工的效率和精度

现在人们可以根据零件的最终应用场合对材料性能进行优化。Ti-5553合金（Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr）就是典型的例子。由于其重量轻、拉伸强度高以及良好的耐腐蚀性，Ti-5553合金成为当今航空工业的理想材料。但是Ti-5553合金的出现使加工变得更加困难。Ti6Al4V 是一种经典的α-β航空钛合金，具有平衡的晶体结构（α=六角形晶体结构，β=中央正方体晶体结构）。Ti-5553合金是一种更接近于β结构的钛合金，具有更多的β成分。这种结构使Ti-5553合金的耐热性更高，即使切削过程产生大量的热，但Ti-5553合金的拉伸强度仍为900N/mm2。因此，这种材料更加难以切削，其β成分增加了粘刀的效果。

高效率、高精度地加工钛合金对切削工艺和设备都是巨大挑战。早在20世纪60年代，全世界斯达拉格的客户就已经使用斯达拉格的设备和技术加工飞机上的钛合金零件；数十年来，斯达拉格海科特的技术专家在钛合金和类似难切削材料的加工方面积累了丰富的经验。凭借性能卓越的加工中心和涵盖工艺、刀具、冷却液等各方面的专有知识，斯达拉格海科特成为钛合金及类似难切削材料加工中心的顶尖供货商。

图3 斯达拉格海科特加工中心采用经过有限元分析优化的焊接钢结构

工艺、刀具和冷却液

为了实现高精度、高效率的加工，必须选择合适的铣削方案。“虚拟加工”在这方面具有明显的优势，它可以节省编程人员大量的时间，并最大程度减少在机床上的试切。

RCS 7编程软件结合虚拟加工已经在透平叶片加工中显示出巨大便利。虚拟加工在结构件的编程中同样关键和实用。多数工件的重量只有毛胚原始重量的十分之一，高效率的粗加工策略和高质量的精加工策略同等重要。

对于棘手的加工，斯达拉格海科特使用高刚性的专用刀具，这些刀具能显著提高透平叶片、整体叶盘和叶轮的加工效率。斯达拉格海科特与世界上知名的刀具和冷却液供应商合作，向客户提供技术领先的解决方案。

图4  STC 1000加工中心正在粗加工钛金结构件。具有良好的减震性能的高刚性机床，对高效率高精度加工深槽非常重要

强劲的加工中心

斯达拉格海科特将其多年的五轴联动加工难切削材料的经验汇聚到STC系列加工中心的设计中。这种现代化的加工中心在工艺稳定性、工件表面质量、精度、可靠性和用户友好性方面都能满足不同客户的要求。STC系列加工中心尤其适合难切削材料，如：Ti-5553合金的五轴联动加工。

为了满足钛合金加工的要求，STC系列加工中心采用高刚性、封闭的焊接床身。这种结构的减震性能与铸造床身相似，但其拉伸强度增加25%。具有自锁功能的旋转轴使用减震性好、抗扭强度高的蜗轮蜗杆驱动，抗干扰能力强，即使在重载条件下也能执行五轴联动的粗加工。这保证高效率加工钛合金时刀具具有更长的寿命。

STC系列强劲精密的摆动头使您能够在一次装夹下对工件进行整体加工，减少不必要的工装设备并缩短准备时间。结构紧凑的摆动头到主轴端面的距离很短，从而减少A轴高精度运行时其它各轴的跟随补偿运动。

除此之外，摆动头的结构使短刀具易于达到工件，并使切削力在旋转轴和床身上的力矩较小。这正是高效率和高精度加工钛合金零部件的前提条件。

图5  庞然大物：单主轴的BTP-5000的直线轴X/Y/Z的行程分别为5000 (6000)/2000/1200mm，重量超过200t

STC系列加工中心特别考虑机床的热因素。通过对称的床身设计、恒温的冷却液、智能控制的主轴以及持续冷却的部件等措施，加工中心的热膨胀系数降到最低。即使连续加工100小时后工件也能保持所需的精度。

BTP-5000专用于大型结构件加工

斯达拉格海科特专为飞机大型钛合金构件设计出BTP-5000大型钛合金加工中心，这也是对成功的STC系列加工中心的扩展。这种大型加工中心同样具有高刚性、高精度的优点。BTP加工中心专用于钛合金结构件或者类似难切削材料的整体加工，能够高效率地以五轴联动进行粗加工。

BTP-5000的结构保证加工中心具有极高动态和静态刚性。BTP-5000的核心元件是高刚性、高精度的摆动头。该摆动头基于STC系列摆动头开发，最大力矩 1000Nm，主轴最高转速8000rpm，能满足各种不同的应用需求。BTP-5000可配置各种自动化加工的选项，如工件和刀具测量、刀具识别编码以及状态监控系统等。自行开发的图形化诊断系统SAM使该产品更加完美。