高速掠廓、高效加工中心的使用使金屬加工踏上了高速休玩、高效之路，但能否行之有效片择，還要看刀具的選擇，因為刀具是實現(xiàn)高速骚揍、高效切削的最基本字管、最有效和最活躍的因素。我們接觸了世界著名刀具廠家信不，研究了發(fā)達國家平均刀具費用和生產(chǎn)成本等各種相關(guān)資料嘲叔，發(fā)現(xiàn)降低30％的刀具費用，可降低1％的單件生產(chǎn)成本；提高50％的刀具壽命硫戈，可降低1％的生產(chǎn)成本锰什；而提高20％的加工效率，則可降低15％的生產(chǎn)成本丁逝。這充分說明利用現(xiàn)代切削技術(shù)汁胆，選擇高速、高效刀具霜幼，充分發(fā)揮機床的性能和效率撰类，實現(xiàn)高速、高效切削庵伙，才是加工中心柔性生產(chǎn)線組織生產(chǎn)提高效率拼建、降低生產(chǎn)成本的正確之路。 

　　先進刀具特性 

　　加工中心采用的高速枪笆、高效刀具除應(yīng)具備一般刀具應(yīng)具備的良好的硬度和耐磨性辜尝、高的強度和韌性等性能外，還應(yīng)該具備： 

　　1. 更高的可靠性——切削穩(wěn)定挠辆，質(zhì)量一致雳址，換刀次數(shù)少，壽命長汇光。 

　　2. 更高的安裝精度和重復(fù)定位精度供撵，好的互換性和快換性。 

　　3. 系列化旱谐、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化蔗括，盡量采用機夾可傳位刀具和多功能復(fù)合刀具。 

　　4. 良好的斷屑撤防、卷屑和排屑性能虽风，確保切屑不纏繞在刀具和工件上，不破壞已加工表面寄月，不妨礙切削液的澆注辜膝。 

　　可供高速、高效加工中心選擇的刀具品種很多漾肮，下面幾種材料的刀具是常用的刀具： 

　　1. 陶瓷刀具具有硬度高厂抖、耐磨性好、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良的特點克懊，加工中不易與金屬粘接忱辅，在數(shù)控加工中獲得廣泛應(yīng)用；其中氧化鋁基陶瓷刀具適用于碳鋼谭溉、合金鋼和鑄鐵材料的加工墙懂；氮化硅基陶瓷刀具更適用于合金鑄鐵橡卤、冷硬鑄鐵等高硬材料的加工，切削速度可達500～1000m/min损搬。 

　　2. 聚晶金剛石（PCD）刀具加工鋁及鋁合金材料有極高的壽命和良好的精度碧库，切削速度可達1000～4000m/min，與PCD相比功跑，CVD金剛石刀具硬度更高乞哀、耐磨性更好、摩擦系數(shù)更小米搭、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性更強趴鹰，壽命較PCD長2～3倍，缺點是韌性不如PCD避纤。CVD金剛石刀具被認為是汽車發(fā)動機產(chǎn)品加工中應(yīng)用前景廣闊的新一代刀具材料纠沉，尤其是鋁及鋁合金材料的加工。 

　　3. 立方氮化硼（CBN）蜂棒、聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具材料岔雾，同PCD、VCD相比有更高的熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性董株，在1 200～1 300℃環(huán)境下也不與鐵系材料發(fā)生反應(yīng)黑乞；其硬度、耐磨性與金剛石接近膛姊，非常適用于加工鑄鐵和淬硬鋼拟祖，被加工材料的硬度越高越能體現(xiàn)立方氮化硼刀具的優(yōu)越性，由于在加工精度擦酌，切削效率俱诸，刀具壽命等各方面具有無可比擬的優(yōu)越性，立方氮化硼赊舶、聚晶立方氮化硼刀具材料越來越受到世界各國的重視睁搭。 

　　4. 涂層刀具，按涂層方法不同可分為CVD和PVD涂層刀具笼平，根據(jù)涂層材料的性質(zhì)又分為“硬”涂層刀具和“軟”涂層刀具园骆，根據(jù)基體材料不同可分為硬質(zhì)合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具及陶瓷和超硬材料涂層刀具寓调，最近又開發(fā)了納米涂層刀具锌唾。涂層刀具可以靈活地選擇基體材料和涂層材料使刀具獲得需要的性能，提高加工效率夺英、改善加工精度晌涕、延長刀具壽命和降低加工成本。 

　　實際加工中我們選用了適用于加工低硅鋁合金秋麸，具有高耐磨性渐排、高壽命的KD1415和KD1420兩種PCD切削材料刀夾。KD1415刀片硬度較高筒臂，適于加工余量均勻烤酌，硬度一致的表面，因此將其用于缸體脚自、缸蓋上下和前后表面的精加工惫康；KD1420刀夾，刀片韌性較好联缝，適用于余量不均勻赢瘦，硬度不一致的表面，將其用于粗加工苇葫。精加工后汇泰，缸體、缸蓋上下面堰聪、前后面等大平面的平面度誤差最大不大于0.02mm柄立，最小達到0.0034mm，平均平面度誤差不大于0.01mm缝帝，表面粗糙度低于Ra0.8绊寻，加工節(jié)拍滿足要求。僅做軸向調(diào)整悬秉，不需要徑向調(diào)整澄步，具有調(diào)整方便、調(diào)整時間短和調(diào)整精度高的特點和泌，在長城公司實際使用時實現(xiàn)了軸向調(diào)整偏差不大于0.003mm村缸，使切削負荷均勻分布到每個刀齒上，有效地延長了刀具壽命允跑。經(jīng)幾個月的試加工王凑，KSCM-AluMill面銑刀鋁合金加工效果良好。

　　僅舉缸體頂聋丝、底面精銑為例索烹，頂面精銑刀盤Φ100、Z12（9個精銑刀夾弱睦、3個修光刀夾）百姓，修光量0.008＋0.002mm，整體焊接PCD刀片况木；加工參數(shù)：V＝2500m/min垒拢，fz=0.12mm/z，Vf＝11.5m/min靡勾；精銑后實測試件北拔，表面粗糙度Ra0.8换秧，平面度誤差＜0.004，節(jié)拍滿足要求以搏。底面精銑刀盤Φ200辫航、Z24（18個精銑刀夾，6個修光刀夾）钉拯，加工參數(shù)：V＝2500m/min漓惕，fz=0.12mm/z，Vf=14.3m/min决榔；加工后實測試件每贮，表面粗糙度Ra0.8，平面度＜0.004mm乡鼻，節(jié)拍滿足要求榔汤。

　　復(fù)合加工刀具

　　復(fù)合加工是提高加工效率的一個非常有效的手段，幾個加工內(nèi)容用一把刀在一次加工中完成艇挨，減少了換刀次數(shù)危融，節(jié)約了輔助時間，提高了生產(chǎn)效率雷袋。階梯鉆是最簡單也是最常見的一種復(fù)合加工刀具吉殃，帶倒角刃的鉆頭就是最簡單的階梯鉆。在缸體楷怒、缸蓋孔系加工中蛋勺，孔口需要倒角的鉆孔加工都選用了這種簡易階梯鉆，取得了良好的效果鸠删。例如抱完，肯納直槽180°頂角TX階梯鉆頭，鉆孔時徑向力幾乎為零刃泡，4條直線刃帶沿圓周對稱分布巧娱，導(dǎo)向性好，兼具修光作用烘贴，使鉆孔的直線度和位置度得到大幅提高禁添。缸體和缸蓋孔系加工中，選用的另一種復(fù)合鉆頭是圓周均布3個切削刃的TF鉆頭庸伏，它鉆芯比二刃鉆頭厚与笛、強度高，彌補了硬質(zhì)合金韌性差的弱點技乡；刀尖前端特殊形狀得惩，可自動定心，不需加工中心孔技碍；切削刃多使每轉(zhuǎn)進給量增大（切鋁時可達20m/min）皇苫，強度高创靴，可進行高速切削（切鋁時最高可達1000m/min），從而大幅度縮短了加工時間烈拉，提高了加工效率秫痪，尤其適于深孔加工，尺寸精度最高可達H9捅没，位置精度最高可達±11μm，粗糙度Rz20～25玫斋。

　　在長城曲軸生產(chǎn)線舀黄，選用了肯納整體硬質(zhì)合金SE階梯鉆頭，與普通高速鋼鉆頭相比有更高的鉆孔圓度蚯涮，高速鋼鉆頭的鉆孔圓度最高可達到20μm治专，而SE鉆頭的鉆孔圓度僅為前者的1/5。按照這一鉆孔形狀精度遭顶，我們完全可以考慮免去擴孔這一工序张峰，在某種場合，甚至可以替代要求不高的鉸孔（譬如擠壓螺紋的螺紋底孔）棒旗。這種鉆頭的特點是橫刃修磨的較短喘批，可減少軸向力近50％；鉆芯附近前角為正值铣揉，因此切削刃更鋒利饶深；槽形為拋物線型，鉆芯厚度更大逛拱，鉆頭強度更高敌厘、剛性更強；有兩個噴油冷卻孔朽合，冷卻條件好俱两；圓弧形切削刃和排屑槽型布置合理，便于切屑斷裂成小塊順利排出祖擦。該鉆頭用于曲軸前后端鉆孔舶酒，效果良好。

　　精密孔加工刀具

　　現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對孔的尺寸精度酷豫、幾何形狀及表面粗糙度提出了更高的要求锨穷，尤其是汽車工業(yè)，即要求高精度又要求大批量汗势，因而迫切需要高效率的精密孔加工刀具岗憨。金剛石鉸刀正是適應(yīng)這種需要而發(fā)展起來的一種精密刀具。在缸蓋生產(chǎn)線導(dǎo)管和座圈底孔等工位锁熟，使用了肯納多刃整體焊接PCD鉸刀帝膊；缸體缸蓋定位孔的精加工确奄，使用了肯納Bencere分體式可轉(zhuǎn)位PCD鉸刀，實現(xiàn)了高速高效切削僻跳，充分發(fā)揮了高速加工中心的性能闪铸，大大提高了加工效率。現(xiàn)場實際抽測部分產(chǎn)品?8茶月、?10和?13三組孔需五，尺寸變動范圍在0.014之內(nèi)，尺寸精度最大誤差不到公差的60％轧坎，平均誤差小于0.005mm宏邮，孔的表面粗糙度＜Ra0.8。

　　高速加工中心組成的生產(chǎn)線的高速缸血、高效切削蜜氨，是一個系統(tǒng)工程，受機床捎泻、刀具飒炎、被加工材料、冷卻潤滑和切削參數(shù)等多種因素影響笆豁，只有大量地試驗郎汪、充分地采集數(shù)據(jù)，認真仔細地分析闯狱，不斷摸索規(guī)律怒竿，將各種因素最佳組合，才能獲得預(yù)期的加工效果扩氢。

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