高效刀具在汽車制造中的應用
同時現(xiàn)代汽車制造業(yè)還要求刀具供應商不僅能提供切削加工整體解決方案绷荔,并能提供及時有效的現(xiàn)場技術支持,形成與汽車制造企業(yè)的一種合作伙伴關系桨皂,以達到雙贏目的茄码。山特維克可樂滿、肯納衰屡、伊斯卡构韵、萬耐特、山高趋艘、日立疲恢、住友電工、黛杰瓷胧、三菱显拳、株鉆、森拉天時等著名刀具制造商在這方面都有很多成功案例搓萧。
Valenite可變直徑氣缸孔鏜刀
根據(jù)客戶的需要仔拟,Valenite可設計缸孔直徑變化范圍在15mm內(nèi)的柔性鏜刀。(Valenite公司供稿)
沖壓模粗加工用最新球頭銑刀
該款刀具適用于沖壓模粗加工時的強力切削,具備加工穩(wěn)定的特性瘤慕,可提高使用壽命2~4倍伞让。ASB立銑刀的球頭部位帶有斜弧,在強力切削時鹰柄,可使刀具所承受的切削負荷量大幅度減少停濒,切削阻力降低,大大減少刀具破損的可能性擎融。
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ASB系列立銑刀采用雙重固定方式腹躁,能夠有效地將刀片固定于刀桿上。此外南蓬,刀桿部分采用了高剛性新型鋼材纺非。(日立工具技術株式會社上海代表處供稿)
INGERSOLL精銑平面銑刀6FEE
INGERSOLL的精銑平面銑刀6FEE是專用於汽車工業(yè)的刀具埠邻。該銑刀采用INGERSOLL獨特的高強立裝刀片結(jié)構男磅,刀片有兩組:圓周組完成主切削任務,端面組完成修光作用苞惰。加長的修光刃L(圖3)蜂澄,使該刀具在每轉(zhuǎn)進給f=15mm時也能輕松地加工出Ra=1.6以上的光潔度,比通常高光潔度表面的加工用短切削刃小進給的概念有更高的效率咕诊、效果墨攻。刀片切削刃相對工件表面為一大R的圓弧刃,令修光刃非常方便地與工件表面平行焚卖,并保證切削時應有的接觸長度打吱,這樣刀片受力受熱均勻,大大延長了壽命翠霍。在機床與刀具都存在制造公差的前提下,INGERSOLL采用了榮獲專利的微調(diào)機構蠢莺,除可輕松調(diào)整修光刃與工件表面的平行度寒匙,還可以根據(jù)具體情況調(diào)整修光刃接觸工件的長度和位置,以得到最佳的切削狀態(tài)躏将,從而實現(xiàn)大進給精切锄弱。(ISCAR北京辦事處供稿)
適用于鑄鐵和燒結(jié)合金的CBN刀具
CBN具有僅次于PCD的高硬度和熱傳導性,并且不容易和鐵系金屬發(fā)生化學反應祸憋。因此会宪,CBN刀具的出現(xiàn)使得對淬火鋼的切削成為了可能,并實現(xiàn)了對鑄鐵的高速切削蚯窥。住友電工目前已開發(fā)出能廣泛適用于鑄鐵和燒結(jié)合金切削的CBN刀具掸鹅,并使之形成系列產(chǎn)品。當前拦赠,汽車變速器及驅(qū)動裝置內(nèi)淬火鋼材質(zhì)的零件加工方式正從傳統(tǒng)的磨削逐漸向應用CBN刀具的高效切削演變巍沙,同時,發(fā)動機缸體和制動器等零部件的鑄鐵加工也由傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金及陶瓷刀具向應用CBN刀具的高速切削發(fā)展荷鼠。
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氣缸蓋:氣缸蓋加工中成本最高的是VSR(氣門座圈)凹蜈,由于VSR是含有許多硬質(zhì)粒子的燒結(jié)體限寞,即使使用CBN刀具也只能實現(xiàn)300~1000個的加工量。VSR用壞料材質(zhì)的種類較多仰坦,Hv300以下的低硬度壞料推薦使用耐崩損性優(yōu)異的BN700履植,Hv300以上則推薦使用比BN700更耐磨損的BN300。(住友電工株式會社供稿)
黛杰高進給新干線SKS新系列
近年來悄晃,通過高進給達到高效率的加工備受矚目玫霎。但在加工中,當?shù)毒叩膽议L加大時妈橄,刀體會發(fā)生振動而降低了切削條件庶近;另外,刀片不僅是因為耐磨性不足導致崩刃眷蚓,刀體的振動亦極大地降低了刃口的防崩刃性鼻种,特別在無人自動化加工時容易導致刀夭機毀的重大事故。黛杰公司推出的高進給新干線SKS系列可對毛坯材沙热、淬硬鋼等難切削材料進行高效率粗加工叉钥,其中最新開發(fā)的可換式刀頭+硬質(zhì)合金刀桿(超強硬桿)系列刀具尤其適于模具加工。
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硬質(zhì)合金刀柄超強硬桿系列
可換式刀頭MSH系列外徑有¢20校读、¢21速痹、¢25、¢26绳练、¢32mm的二刃型和¢32锦镶、¢33mm的三刃型;硬質(zhì)合金刀柄“超強硬桿”MSN系列的有¢20枫昏、¢21mm用偶屯,¢25、¢26mm用旋蝎,¢32冶习、¢33mm用及各自對應的3種不同長度共計9種镰掐。
圖5 黛杰可換式組合刀柄- 如:用SKS-2020-130-S20(直徑20mm鋼刀體),懸長190mm(L/D=9.5)琐幔,加工S55C時推薦的切削參數(shù)為:切削深度0.3mm炸诚,切削速度V=80m/min,每刃進給f=0.6mm/刃为稽,進給速度F=1500mm/min碗屏。若將硬質(zhì)合金刀柄(超強硬桿)MSN-M10-140-S20和高進給新干線系列用的可換式刀頭MSH-2020-M10組合使用,可使切削速度達到1.9倍V=150m/min疑苔,每刃的進給為原來的1.7倍f=1.0mm/刃甫匹,進給速度是原來的三倍F=4800mm/min,且加工過程中不會振動惦费,切削平穩(wěn)兵迅。
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刃口強化型-SKS〈10型〉系列
- 黛杰刀頭強化款SKS(10型)與SKS(08型)相比,不僅僅是刀片增厚了0.5mm薪贫,刀片內(nèi)接圓尺寸也增大了3mm恍箭。大幅度加大了刃口與刀片安裝孔壁之間的厚度,使得刀片的斷面強度提高了2倍瞧省。
- 如在懸長288mm季惯、切入角1度時,使用強化型刀片的¢80mm刀盤加工沖模(SKD11臀突,帶孔零件),用SKS(08型)加工了60分鐘贾漏,即發(fā)生大的崩裂候学,導致其它刃口無法再使用。而用10型刀片壽命可達到120分鐘键腹,加工壽命提高了2倍呕摹,而且改善了崩刃,做到了3片刀刃均可使用溪客。(黛杰工業(yè)供稿)
鋁合金加工用面銑刀“NF10000”
切削刃正面誤差過大不僅惡化加工表面粗糙度减途,而且會導致毛刺及影響切削刃壽命酣藻。因此,切削刃正面誤差的管理尤其重要鳍置。此種平面銑刀將切削刃正面誤差控制在5μm以下辽剧,使銑刀原有的性能得以充分發(fā)揮。切削刃誤差修正裝置采用楔塊方式税产,使得操作簡單并實現(xiàn)高精度的誤差修正怕轿。
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刀片的副切削刃是左右加工表面粗糙度的最關鍵的要素。NF10000所使用刀片的副切削刃寬為3mm辟拷,并采用半徑為250mm的大圓角撞羽,加上金剛石燒結(jié)體所持有的良好的耐熔附性,可以實現(xiàn)表面粗糙度為Ry = 2μm以下的良好的加工面卒亩。(三菱綜合材料公司供稿)
肯納的高效蚀攘、低成本解決方案
隨著中國汽車行業(yè)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)入穩(wěn)定發(fā)展,汽車制造業(yè)在對刀具制造商提出了高效刀具的基礎上楼入,又提出了大幅降低生產(chǎn)成本的要求哥捕。美國肯納相繼開發(fā)了用於發(fā)動機缸體、缸蓋(鑄鐵)加工的系列盤銑刀嘉熊。安裝六邊形正反兩面共12刃口刀片遥赚、同時保證最大可用切削深度的M750粗銑盤銑刀和FIX-PERFECT臥裝刀片的精銑盤銑刀,該系列刀具在保持了每齒進給達0.5mm的高效的同時阐肤,精加工的表面粗糙度數(shù)值可至0.8凫佛,而且大幅度降低了制造成本。在M750的運用中孕惜,工序加工成本大約可以降低35%愧薛。
在發(fā)動機的孔加工方面,鑄鐵加工應用的肯納高效SE HPC硬質(zhì)合金鉆頭的鉆尖設計極其優(yōu)秀树季,已成為世界一流的高效鉆頭垄套。為了進一步降低加工成本,肯納德國公司又相繼開發(fā)了鉆頭與刀片復合一起的發(fā)動機加工專用特殊刀具令叉,發(fā)揮刀片的低成本優(yōu)勢沦浆,簡化鉆頭的復雜程度,方便重磨的操作溜帐,降低客戶生產(chǎn)中的刀具使用成本启孔。這些高效的孔加工刀具,在瀋陽華晨寶馬的發(fā)動機廠已得到廣泛應用薪尉,取得了良好效果。(肯納飛碩金屬(上海)有限公司供稿)
株鉆整體硬質(zhì)合金孔加工刀具新突破
2004年推出的超微細PVD涂層的牌號YBG102幢炸、YBG202和CVD涂層的牌號YBM351,可大幅度提高模具加工效率拒贱。采用超細顆粒0.4μm硬質(zhì)合金棒料宛徊,加工鋁材的高速銑刀系列其轉(zhuǎn)速可達到30000r/min,切削速度2000m/min逻澳,進給速度2m/min闸天;加工鋼材的專用高速銑刀系列為精加工用刀,其轉(zhuǎn)速可達到30000r/min触擎,切削速度2000m/min沛狱,進給速度2m/min。
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公司針對汽車零件的加工要求和生產(chǎn)配置等要求,進行刀具配套設計和開發(fā)辈毯,解決過許多發(fā)動機缸體坝疼、缸蓋、連桿、凸輪軸和曲軸等加工方面的技術難題钝凶,如缸體仪芒、缸蓋的面銑刀、臺階鉆腿椎、氣門孔鉸刀桌硫、凸輪軸的車拉刀等。(株洲鉆石切削刀具股份有限公司供稿)
提高加工剎車盤時CBN的壽命
作為銑削飛輪和相近零件所用刀柄和整體硬質(zhì)合金刀具的供應商唱撩,山高早已被PBS公司熟知肩堡。山高發(fā)現(xiàn)使用CBN獲得穩(wěn)定的加工性能依賴于許多參數(shù):除了必須在加工之前至少時效處理十二天之外,鑄件一定不能合金化殃倒,因為這會使刀具壽命縮短到絕對的最小值都璃,即便是在相當長的時效處理之后。因此在PBS公司CBN的使用限于非合金鑄件梁泞,合金鑄件仍然采用陶瓷刀具進行加工以舒,而山高目前用CBN300加工含Cr鑄鐵的發(fā)動機缸體已經(jīng)取得極好的效果。同時慢哈,CBN刀片本身也已經(jīng)朝著提高工藝穩(wěn)定性和可靠性方向進一步發(fā)展蔓钟。
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每個切削刃至少加工4000個零件是下一步的生產(chǎn)目標——這個目標在粗加工應用時已經(jīng)達到了一半杯瞻,弱點仍然是精加工略雪。Hans Konrad 看到了刀片幾何形狀方面最具改進的潛力——他期望不久看到“來自山高的新解決方案”。(山高刀具集團供稿)
應對鑄鐵加工的陶瓷刀片“Si3N4”CTN3105
針對汽車鑄件產(chǎn)品制造水平的要求提升渴肿,森拉天時適時研制出高效能的陶瓷“Si3N4” CTN3105刀片以應對市場的要求摩赎。
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森拉天時有特色的氮化陶瓷刀片還有:擁有特高韌度的氮化陶瓷CTN3110柱爵,是特別為轉(zhuǎn)軸工業(yè)而設趣匪,用于重切削加工。CTM3110氮化陶瓷晒来,是配合CVD化學涂層而制成的陶瓷刀片钞诡,主要應用于加工一些會與刀片產(chǎn)生極大化學作用的材料上,例如鉻化合金鐵及球墨鑄鐵“GGG40”湃崩。CTS3110氮化鋁混合陶瓷荧降,專為預硬轉(zhuǎn)軸和預硬鑄鐵的精加工而設計。(森拉天時公司供稿)
可樂滿AutoTAS刀具管理系統(tǒng)
經(jīng)驗表明:16%的計劃作業(yè)停止是由于缺乏刀具造成的攒读;30~60%的刀具庫存不在控制之中朵诫;20%的機械師時間花費在查找刀具上;40~80%的監(jiān)督人員時間花費在尋求刀具上薄扁。而研究表明:刀具管理系統(tǒng)的有效實施將提高機床工作時間50%剪返,并降低刀具庫存至40%。任何成功的刀具管理系統(tǒng)的基礎是對所有使用的刀具編制目錄——從人工記錄或從電子樣本中自動編制目錄邓梅。這個核心數(shù)據(jù)庫可提供不可或缺的每種工具的知識庫——從倉庫位置脱盲、成本邑滨、供貨商、切削性能和刀具壽命到所用的機床和加工的零部件钱反。
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