深孔加工的高效解決方案
在汽車零部件的制造成本中蔼夜,刀具費用所占的比例雖然只有百分之幾研镀,但汽車制造商們?nèi)匀惶岢隽私档偷毒叱杀镜囊蟆?/p>
就刀具本身而言胧含,通過提高自身的加工效率、延長使用壽命可以降低其在生產(chǎn)成本中所占的比例颗酷。為縮減過去占制造成本15%~20%的切削液成本合圃,干式稽橱、半干式切削得到逐步推廣戏丽,開始替代傳統(tǒng)的濕式切削。與此同時谷庐,刀具制造廠商開始將適應(yīng)干式耙屹、半干式切削的刀具商品化,以進一步降低零部件的制造成本拘绳。
在切削刀具中抗俄,孔加工用的鉆頭尤其不易實現(xiàn)干式、半干式切削世舰。進行干式加工時动雹,由于不能通過使用冷卻劑達到冷卻與潤滑的效果槽卫,致使切削部位的溫度會迅速上升,使刀刃急劇磨損胰蝠,刀具壽命急速縮短歼培。特別是在切削熱易蓄積的孔加工中,熔結(jié)在刀具上的被加工材料脫落后會造成刀刃的顯著損傷茸塞,再加上缺乏冷卻液的排屑功效躲庄,切屑堵塞很容易造成鉆頭折斷,使加工不穩(wěn)定钾虐。令人遺憾的是噪窘,至今為止,孔的干式加工的實用化仍未能實現(xiàn)效扫。
目前倔监,除了鋁合金、耐熱合金材料的加工之外穗狞,采用最少量冷卻劑的半干式加工正在得到推廣和普及踱封,在深孔加工中也已開始得到采用,如至今仍很難加工的L/D=10以上的深孔已經(jīng)能夠用非步進法進行加工了凭衩。
以往的深孔加工主要使用高速鋼鉆頭脏诈、槍鉆。為了避免孔彎曲而采用小進給方式加工慌位,為防止切屑堵塞而采用步進方式加工锯政,致使生產(chǎn)效率一直很低。現(xiàn)在子宵,這個問題已經(jīng)得到了解決尚档,三菱公司開發(fā)出的可實現(xiàn)高效、高質(zhì)量加工的硬質(zhì)合金整體鉆頭(如圖1所示)彪性,目前在汽車制造業(yè)已經(jīng)得到應(yīng)用彩梅。
圖1 深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭
這種硬質(zhì)合金整體鉆頭的特點是螺旋排屑槽形狀由窄變寬,加工L/D>20的深孔時不需步進進給稍记,可實現(xiàn)連續(xù)進給巩恼,一次完成加工。
當(dāng)加工球墨鑄鐵時靠抑,如圖2所示量九,使用普通鉆頭切削,當(dāng)L/D=5.3時就會因切屑堵塞鉆頭發(fā)生折斷現(xiàn)象而無法繼續(xù)加工下去颂碧。而采用最新的深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭荠列,L/D=25的深孔也可用非步進進給方式實現(xiàn)穩(wěn)定加工,且未見切削動力消耗的上升载城。
圖2 切削性能比較
圖3 與以往加工方法的比較(加工時間)
圖3所示的是最新深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭與以往的深孔加工用鉆頭切削時間的對比情況肌似。采用直徑為直徑6mm的內(nèi)冷型鉆頭费就,加工孔深為150mm的深孔,分別采用各自推薦的常規(guī)切削條件進行加工川队。結(jié)果顯示受楼,整體硬質(zhì)合金鉆頭的加工時間大約是以往加工方式的1/5(與槍鉆相比)~1/10(與高速鋼鉆頭相比)大幅提高了生產(chǎn)效率。
圖4 加工實例(曲軸加工)
圖4所示的汽車零部件的曲軸上有一斜且深的潤滑用油孔呼寸,以往采用高速鋼鉆頭或槍鉆加工艳汽。為了提高加工效率,建立經(jīng)濟对雪、靈活的柔性生產(chǎn)河狐,可采用加工中心組成生產(chǎn)線,并使用硬質(zhì)合金整體鉆頭树颖。在考慮到保護環(huán)境問題的同時若战,此零件的加工采用半干式加工替代了濕式加工。半干式加工時工具的壽命可達72m/reg效聂,相對于傳統(tǒng)工具而言提高了1.8倍瞪澈。即使是與濕式加工相比較,也可以得到同等以上的壽命枷澜。
同時脓额,在如下條件的連桿加工中:
□ 被加工材料:碳素鋼S55C
□ 鉆頭直徑:直徑6mm,內(nèi)冷型
□切削參數(shù):Vc=80m/min跷缀,fr=0.2mm/r
□ 孔深:126mm
此鉆頭的使用與以往的工具相比較搬混,使用壽命增加了1.5倍。
預(yù)計深孔加工用鉆頭的需求將進一步增加那捍,因為深孔加工用鉆頭的誕生是與由專機生產(chǎn)線向以加工中心構(gòu)成的FTL(柔性傳動生產(chǎn)線)轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢相吻合的拾点。
現(xiàn)在,鋁加工的半干式切削在部分用戶中已經(jīng)得到使用槐滔。但為得到更長的使用壽命勃痴,尚在進一步改進其結(jié)構(gòu)形狀的進程中,并在考慮采用DLC(類金剛石)物理涂層等措施热康。
為進一步減輕汽車的重量沛申,鋁材的用量還將不斷增加。在不遠的將來褐隆,人們就能看到適用于鋁材加工的各種鉆頭了污它。
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