汽車產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)上是典型的規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)捌唾,但隨著時(shí)代的發(fā)展伸坑,人們對(duì)于自我的追求猿文,對(duì)于個(gè)性化的要求越來(lái)越高聂映。這也要求汽車產(chǎn)業(yè)必須適應(yīng)顧客的要求,進(jìn)行多品種棚贾、小批量的生產(chǎn)窖维。
發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的關(guān)鍵部件,其制造工藝非常的復(fù)雜妙痹。正像發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟一樣铸史,發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的優(yōu)劣是汽車制造技術(shù)的集中體現(xiàn)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造趨向于輕量化怯伊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化琳轿、高性能化,發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)和工藝也發(fā)生了很大的變化耿芹,高速崭篡、高效、柔性是制造工藝當(dāng)前的主要特點(diǎn)吧秕。這也符合了現(xiàn)代汽車工業(yè)多品種琉闪、小批量的生產(chǎn)要求。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)砸彬,除了采用先進(jìn)的制造設(shè)備以外颠毙,大量地應(yīng)用復(fù)合加工刀具也是提高動(dòng)力總成工藝水平的重要途徑。
目前蓉凰,我國(guó)轎車生產(chǎn)企業(yè)新建的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線大多是由通用高速加工中心組成的高速柔性生產(chǎn)線战凿。高速加工中心具有高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給速度铐跷、高加速度和快速換刀等特點(diǎn),因而柔性生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的變型生產(chǎn)肄朵,便于更換生產(chǎn)品種涧兜。這種生產(chǎn)線不僅可加工同樣產(chǎn)品范圍內(nèi)的零件,而且可加工變型產(chǎn)品贰漱、換代產(chǎn)品以及新產(chǎn)品筹飒,真正具備了柔性的意義继蚪。同樣作為其必不可少的配套的復(fù)合加工刀具在一定程度上幫助高速柔性生產(chǎn)線克服了高柔性和低效率之間的矛盾。其原因是復(fù)合加工刀具與通用高速加工中心的配合使用葡债,具有以下幾個(gè)突出的特點(diǎn):高效率杨朴、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性和低成本蓝垢。
高效率
在汽車行業(yè)零部件加工制造成本統(tǒng)計(jì)中挑乓,刀具成本僅占總成本的3%~5%,但它卻能影響總成本的20%~30%漆枚。是什么原因帶來(lái)刀具成本的放大效應(yīng)呢创译?原因就在于復(fù)合加工刀具在提高生產(chǎn)效率上發(fā)揮了巨大的作用。
復(fù)合加工刀具一般是將幾個(gè)加工內(nèi)容組合在一把刀具上墙基,從而只通過(guò)一次進(jìn)給软族,便可完成全部的加工內(nèi)容。這樣就在很大程度上減少了加工時(shí)間残制,降低了生產(chǎn)節(jié)拍立砸,提升了生產(chǎn)力。如在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸芯軸端的加工中初茶,傳統(tǒng)的工藝安排是車床粗車颗祝、半精車、倒角等纺蛆,這一套工序完成需要耗時(shí)40s左右吐葵。而通過(guò)在CNC加工中心上采用了復(fù)合加工刀具后,加工效率得到了極大地提高桥氏,加工時(shí)間減少了約70%温峭,僅需12s。同時(shí)蛆器,不僅可以節(jié)省了一臺(tái)車床芍惦,而且在不增加機(jī)床的情況下,將產(chǎn)量提高了3倍和植。
高質(zhì)量
采用復(fù)合加工刀具不僅可以提高加工效率而且還可以提高加工質(zhì)量固鹏。發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工要求十分苛刻,在加工過(guò)程中铅夷,不僅要保證相關(guān)尺寸的精度鹰个,同時(shí)還要保證相關(guān)尺寸要求之間的位置、輪廓等精度要求场暮。為了達(dá)到這些尺寸要求如果采用幾把刀具進(jìn)行加工骏拱,那么在加工過(guò)程中很難保證各尺寸之間的位置精度,這就不得不停機(jī)花費(fèi)大量的時(shí)間調(diào)整機(jī)床迁枪,但如果采用了復(fù)合加工刀具难圣,就能輕松解決這些問(wèn)題缭慈。
零部件加工要求,各相關(guān)尺寸具有很高的同心度要求们豌,用來(lái)保證后續(xù)刀具的加工工藝性涯捻。采用圖4所示的復(fù)合刀具,該專用刀具具有集成的多處加工內(nèi)容的刃口望迎,刀具本身是一次磨削成形障癌,各刃口之間的位置精度很高,可以在生產(chǎn)中一次加工完成所有的工藝要求擂煞,很好地保證了尺寸精度和位置精度混弥,排除了機(jī)床多次換刀加工帶來(lái)的重復(fù)定位精度誤差的影響。
高穩(wěn)定性
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的加工制造即有規(guī)亩允。化生產(chǎn)的特點(diǎn)蝗拿,同時(shí)又對(duì)質(zhì)量有著極高的要求,尤其是在大批量生產(chǎn)中蒿涎,質(zhì)量的穩(wěn)定性尤為重要哀托。汽車行業(yè)是實(shí)行召回制度中影響最大的行業(yè),召回制度中汽車零部件的可追蹤性是非常重要的劳秋,但更重要的是從保證制造質(zhì)量開(kāi)始的預(yù)防工作仓手。高穩(wěn)定性的制造質(zhì)量才是針對(duì)召回制度的預(yù)防工作中的最重要的一環(huán),對(duì)此各大汽車制造廠商都給予了高度的重視玻淑。
例如董纺,在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工中對(duì)關(guān)鍵尺寸的工程能力指數(shù)要求Ppk≥1.67,一般尺寸也要求達(dá)到Ppk≥1.33宫氛。對(duì)加工機(jī)床設(shè)備的主要要求是:高速度吆律、高精度、高精度保持性——高機(jī)床工程能力指數(shù)(Cm/Cmk值)间渐;對(duì)復(fù)合加工刀具的要求是通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)妈务,滿足高速度、高精度东哀、高精度保持性的要求钓宗。
例如為適應(yīng)高速加工的要求,復(fù)合加工刀具都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的動(dòng)平衡處理和驗(yàn)證尘斧。為了保證滿足高精度构胰、高精度保持性的要求,復(fù)合加工刀具對(duì)刀柄的選擇派男、刀具本身的制造精度憾擒、刀具材料的選擇等都有特殊的規(guī)范。如發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的導(dǎo)管、座圈加工工序是汽車行業(yè)中難加工的典型七冲。其特點(diǎn)是尺寸公差小,圓度规婆、同心度要求高澜躺,加工表面的形狀精度要求高。通過(guò)采用有導(dǎo)條的專用復(fù)合加工刀具(圖5)加工抒蚜,很好地滿足了加工要求掘鄙。該復(fù)合加工刀具具有如下特點(diǎn):
□ 采用多處導(dǎo)條,減少了跳動(dòng)嗡髓,提高了加工精度操漠;
□ 使用PCD鉸刀,刀具磨損小饿这,零件尺寸的抑制性得到保證浊伙;
□ CBN刀片加工難加工材質(zhì),保證表面質(zhì)量长捧;
□ 以上各刀具組合在一把HSK刀柄上嚣鄙,即提高加工效率,又保證了導(dǎo)管秩纹、座圈加工的精度穩(wěn)定性幔时,實(shí)現(xiàn)了高可靠性。
低成本
降低成本是企業(yè)一直追求的目標(biāo)园撵。在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中茉油,低成本的要求從最初的生產(chǎn)線立項(xiàng)開(kāi)始就貫穿于發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中,始終如一石沸。而復(fù)合加工刀具的采用以及合理使用桨农,可以有效減少設(shè)備投資,贏得最大的經(jīng)濟(jì)效益归鲸。例如零部件上有斜孔需要加工時(shí)蝉蛙,常規(guī)方法是在CNC加工中心上增加一個(gè)軸,使零件被加工面旋轉(zhuǎn)到與主軸垂直的位置定桃,以便加工傅笨,但成本約4萬(wàn)美元。相比之下何别,如采用復(fù)合刀具的方案:專用角度頭(圖6)+標(biāo)準(zhǔn)刀具+標(biāo)準(zhǔn)CNC加工中心篮啦,也完全能達(dá)到同樣的工藝要求,而專用角度頭的成本約3000美元挥萌〈乱觯可見(jiàn),成本下降是非常巨大的引瀑。
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