高效切削技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展
當(dāng)前汽車制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)是競(jìng)爭(zhēng)加劇溉奕，如何能不斷提高生產(chǎn)效率瘦肥、降低制造成本副呆，以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格向客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品策睛，及時(shí)滿足用戶日益增長(zhǎng)的需求应胎，成為汽車制造業(yè)各企業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。汽車生產(chǎn)的柔性化要求提高闪割，要求能夠根據(jù)市場(chǎng)的需求及時(shí)推出新的產(chǎn)品或轉(zhuǎn)換新的型號(hào)生產(chǎn)而逞，當(dāng)市場(chǎng)對(duì)某種產(chǎn)品有需求時(shí)必須抓住機(jī)遇生產(chǎn)出足夠滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。汽車制造中有大量零部件需要進(jìn)行切削加工粪业，具有技術(shù)密集程度高黄骇、生產(chǎn)批量大、制造節(jié)拍快的特征牵巾，汽車制造業(yè)中使用的刀具不僅要求其切削性能好倒奋、工作壽命長(zhǎng)，還要求其具有高度的穩(wěn)定性赂牍，同時(shí)還要具有很高的性能價(jià)格比翰鲸，金屬切削和刀具技術(shù)作為機(jī)械加工工藝環(huán)節(jié)中最活躍的因素，成為提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量相速、降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)之一碟渺。
高速和大切削量快進(jìn)給加工
汽車及其零部件制造特別是新工廠、新項(xiàng)目的制造過(guò)程越來(lái)越多地向著高速加工的方向發(fā)展突诬，越來(lái)越多地采用數(shù)控高速加工中心苫拍，很多加工中心機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已可達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)。同時(shí)快速進(jìn)給也得到很大發(fā)展攒霹，配合高速加工怯疤，采用密齒銑刀，提高進(jìn)給速度催束，如在鋁合金變速箱零件的加工中集峦，有的面的銑削進(jìn)給速度達(dá)15m/min以上，甚至可達(dá)18m/min以上抠刺。
為了提高生產(chǎn)效率塔淤，在汽車零部件的加工中，減少或合并加工工序的趨勢(shì)也很明顯速妖，例如取消半精加工高蜂，粗加工后直接進(jìn)行精加工，粗鏜后直接精鏜索王，鉆孔后精鉸一次到位丢华，面粗銑后一次精銑達(dá)到要求，在粗加工中盡可能多地切除加工余量对番，隨后的一次精加工直接保證加工尺寸和形狀码署、位置精度以及表面加工質(zhì)量蒙敦，這就對(duì)機(jī)床和刀具都提出了很高的要求。
新型硬質(zhì)合金刀具和超硬刀具廣泛使用
面對(duì)高效加工的需要朝财，刀具材料發(fā)生了很大變化屏烂，新型硬質(zhì)合金刀具和超硬刀具在當(dāng)代汽車制造業(yè)中獲得了廣泛使用，尤其是在鉆削龟栗、鉸削巾割、銑削、車削等加工中焰醇。
新型硬質(zhì)合金刀具近年來(lái)發(fā)展很快昧甲，其具有高的硬度和良好的綜合切削性能，同時(shí)又具有合適的性能價(jià)格比腿扒，已在汽車制造業(yè)得到了應(yīng)用并取得了良好的效果弯囊。目前硬質(zhì)合金刀具正在發(fā)展新的配方，采用新的成形和燒結(jié)技術(shù)胶果，向著采用納米技術(shù)和超細(xì)粉末匾嘱、開發(fā)兼具高硬度和韌性的新型硬質(zhì)合金刀具的方向發(fā)展。
同時(shí)超硬刀具在汽車制造業(yè)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用早抠，其中主要是CBN（立方氮化硼）霎烙，PCD（聚晶金剛石）刀具和陶瓷刀具的應(yīng)用。如氣缸體缸孔的加工在半精鏜和精鏜工序中很多就采用了ＣＢＮ刀片蕊连，切削速度可達(dá)800m/min悬垃，刀具壽命也大為延長(zhǎng)。
ＰＣＤ刀具由于其極高的硬度甘苍，在加工鋁制工件及其他有色金屬及其合金時(shí)使用壽命極高尝蠕，近年來(lái)隨著汽車制造業(yè)大量應(yīng)用輕型材料（如鋁合金、復(fù)合材料等）载庭，PCD刀具的應(yīng)用也大量增加】幢耍現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、汽缸蓋囚聚、變速箱的殼體靖榕、閥體、槽體乃倔、側(cè)蓋等零件很多都采用鋁合金材料翎襟，這些零件的加工中就大量采用了PCD刀具，取得很好的效果镊僚，一般每把刀的壽命都在幾千件工件左右寿针，長(zhǎng)的可達(dá)1.5萬(wàn)至2萬(wàn)件，如在變速箱殼體的某些工序加工中镰钦，將原來(lái)采用的硬質(zhì)合金鏜刀改為PCD刀具径卜，刀具壽命甚至可從原來(lái)的3000件提高到數(shù)萬(wàn)件菌菇，其經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。
另外域曼，陶瓷刀具也是一種有發(fā)展前途的、目前正在汽車制造業(yè)不斷獲得應(yīng)用的刀具寺帽，由于其有很高的硬度同時(shí)又具有極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格俱篡，在某些加工中，陶瓷刀具可用來(lái)代替CBN刀具凸协，如在一種直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵缸體的缸蓋面的銑削加工中颤枪，將一種新型陶瓷刀具代替原來(lái)使用的CBN刀具就獲得了成功，刀具成本可降低35%以上淑际。在鑄鐵缸體缸孔的粗鏜和半精鏜中畏纲，很多情況下都采用了陶瓷刀具，陶瓷刀具的主要缺點(diǎn)是其較脆春缕，因此在連續(xù)切削的情況下優(yōu)點(diǎn)較明顯盗胀，另外也需避免刀具受到突然和局部的溫度變化而引起裂紋，因此一般都是進(jìn)行干切削锄贼。
刀具涂層的開發(fā)和涂層刀具的應(yīng)用
由于汽車制造業(yè)中高效加工的苛刻工況票灰，僅依賴于刀具材料的改進(jìn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求的，表面工程技術(shù)宅荤、摩擦學(xué)技術(shù)及其涂層的應(yīng)用和發(fā)展屑迂，為提高刀具的切削性能和工作壽命作出了很大貢獻(xiàn)。
目前在汽車制造業(yè)所用刀具上采用較多的涂層有TiN冯键、TiC惹盼、TiCN、TiAlN以及新出現(xiàn)的AlCrN涂層等等惫确，在鉆頭诅鹰、鉸刀、齒輪滾刀流沦、絲錐上都獲得很好的應(yīng)用效果庐穴，汽車行業(yè)所用的硬質(zhì)合金刀具刀片大部分都進(jìn)行了涂層，刀具壽命明顯提高龙喂，應(yīng)用涂層的刀具的基體材料范圍也很廣蝇硅，包括高速鋼、硬質(zhì)合金秧梨、陶瓷等等翁漠，例如在使用陶瓷刀具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體缸蓋結(jié)合面進(jìn)行銑削的加工中，進(jìn)行了涂層的刀具比未經(jīng)涂層的刀具妻行，壽命可提高20%以上舆焕。而且隨著對(duì)刀具重磨要求的提高按任，越來(lái)越多的重磨后的刀具需要進(jìn)行重新涂層，使涂層的應(yīng)用有了更廣闊的前景棍详，同時(shí)如何使修磨后重新涂層的刀具達(dá)到原有新刀具的性能水平杠滓，還需要涂層廠家和涂層刀具用戶共同付出更大的努力。
目前汽車制造業(yè)越來(lái)越多的采用鋁合金材料冒萄，鋁件加工越來(lái)越多臊岸，但某些在鑄鐵和鋼件加工中應(yīng)用效果較好的涂層，在鋁件加工中不一定能取得好的效果尊流，因此現(xiàn)在有的涂層企業(yè)開發(fā)出了某些更適合于鋁件加工的刀具用涂層帅戒，如最近就有氮鋁化鈦加碳化鎢的復(fù)合涂層，在鋁件上加工有較好的效果崖技。覆有類金剛石涂層的刀具對(duì)于加工鋁件也有較好的效果逻住，應(yīng)用在硬質(zhì)合金刀具上形成和覆蓋類金剛石涂層的方法，可使得具有復(fù)雜形狀迎献、或開有斷屑槽的刀具也能具有某些金剛石刀具的加工性能瞎访。
目前刀具涂層的開發(fā)研究和在汽車制造業(yè)的應(yīng)用研究都有加速的趨勢(shì)，正向著納米級(jí)和多層化的方向發(fā)展吁恍，由于單一涂層材料難以滿足提高刀具綜合性能的要求装诡，因此涂層成份將趨于多元化、復(fù)合化践盼；在復(fù)合涂層中鸦采，各單一成分涂層的厚度將越來(lái)越薄，層數(shù)也越來(lái)越多因摸，有的已達(dá)400多層蜗南；涂層的研究和開發(fā)過(guò)程中將更注重切削摩擦學(xué)的應(yīng)用，切削摩擦學(xué)的理論和試驗(yàn)及涂層評(píng)定方法將有利于新涂層的開發(fā)和應(yīng)用推廣侦滩，新涂層工藝將為滿足不同的切削加工要求饰测，提供更具針對(duì)性的適用涂層．
復(fù)合刀具的發(fā)展及其標(biāo)準(zhǔn)化
在汽車制造業(yè)中為達(dá)到高效加工的目的，大量使用了組合式刀具和復(fù)合刀具假祝，以簡(jiǎn)化工序靡庵、減少刀具數(shù)量、減少換刀時(shí)間和降低加工節(jié)拍時(shí)間虎内，現(xiàn)在燕汗，還出現(xiàn)了鉆孔和螺紋加工在一起的組合式刀具，這種復(fù)合刀具的前部用于鉆孔诅挖，緊接著是刀具的螺紋加工部分枣惨，在螺紋底孔被鉆出來(lái)后，該刀具即進(jìn)行螺紋的銑削加工虚烂，僅用一把刀具即完成該孔的全部加工邮敛，已在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上某些孔的加工中獲得應(yīng)用萨驶，以減少換刀的輔助時(shí)間，滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求艇肴。
由于組合式刀具的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率腔呜，但也增加了非標(biāo)刀具的種類和數(shù)量，增加了對(duì)刀具管理的要求再悼，特別是在刀具非正常消耗發(fā)生時(shí)核畴，增加了快速獲得替代刀具的困難和影響生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。因此怎樣做到既能保證為獲得高的生產(chǎn)率而大量采用復(fù)合刀具帮哈，又能盡可能地使刀具實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，就成為刀具制造業(yè)和汽車制造業(yè)需要共同關(guān)注和研究解決的問(wèn)題锰镀，需要制定一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)娘侍，開發(fā)定向于平臺(tái)的刀具，建立一些標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合刀具結(jié)構(gòu)泳炉，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)合理的組合或者變換切削及功能模塊憾筏，并在這種復(fù)合刀具中盡可能地采用標(biāo)準(zhǔn)刀片，以快速價(jià)廉地制造各種專用刀具花鹅，這樣將會(huì)大大降低刀具制造氧腰、采購(gòu)和庫(kù)存成本，縮短刀具供貨時(shí)間呐缸，并顯著提高出現(xiàn)刀具非正常消耗時(shí)的應(yīng)急能力和快速響應(yīng)能力三钦。
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