近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展異常迅速惯斥，實(shí)現(xiàn)了持續(xù)高增長(zhǎng)鲁压，汽車(chē)及零部件制造業(yè)已成為機(jī)床和刀具行業(yè)最大、最重要的用戶亩当。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的心臟郎抖，也是汽車(chē)最主要的組成部分，其零件制造工藝水平普遍高于其他汽車(chē)零件。發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)一個(gè)明顯的走向就是采用高速加工技術(shù)來(lái)提高效率茫舶，縮短交貨時(shí)間械巡，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力饶氏。從而對(duì)與之生產(chǎn)加工緊密相關(guān)的切削刀具需求不斷上升讥耗，同時(shí)也出現(xiàn)了很多新的要求。

發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)趨勢(shì)

1.高速化

高速切削加工是實(shí)現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù)疹启，工序的集約化和設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率古程，具體有“三高”：切削速度高（是常規(guī)切削的5～10倍）、機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速高（一般主軸轉(zhuǎn)速在10?000～20?000r/min）喊崖、進(jìn)給速度高（通常達(dá)15～50m/min挣磨，最高可達(dá)90m/min）。因此荤懂，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)刀具材料以及刀具結(jié)構(gòu)茁裙、幾何參數(shù)等都提出了新的、更高的要求节仿。其中晤锥，刀具材料的選擇對(duì)加工效率、加工質(zhì)量罩泰、加工成本和刀具壽命等都有重要的影響鬼浮。

2.柔性化

柔性化是發(fā)動(dòng)機(jī)制造的發(fā)展趨勢(shì)之一。在傳統(tǒng)自動(dòng)線的局部工位用CNC或加工中心來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性加工的生產(chǎn)線稱為柔性自動(dòng)線（FTL）谤蚌。用專用加工中心構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)則主要用于缸蓋和缸體加工煌摊。從產(chǎn)量角度分析，可以達(dá)到從傳統(tǒng)的FMS系統(tǒng)起步產(chǎn)量的年產(chǎn)5萬(wàn)件到傳統(tǒng)自動(dòng)線的產(chǎn)年20萬(wàn)件檐鹤。

3.高效化

從國(guó)外某汽車(chē)制造業(yè)的情況來(lái)看资杆，平均每五年切削效率提高28%，其中切削速度平均提高19%冈彭，進(jìn)給量平均提高8%课陪，而最近幾年切削效率的提高幅度在30%以上。目前制造發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的生產(chǎn)節(jié)拍已經(jīng)縮短到

30～40s骏点，比十幾年前縮短了50%以上贱钩。例如，用高速加工中心銑削加工灰鑄鐵材料的缸體谷芬，切削速度可達(dá)到700～1500m/min唉堪，刀具采用CBN刀片。銑削加工鋁合金缸體肩民、缸蓋時(shí)唠亚，廣泛采用PCD刀具链方，考慮到高速回轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，故刀體采用高強(qiáng)度鋁合金材料制作灶搜。

高性能刀具材料

為滿足高速切削加工要求祟蚀，高性能刀具材料除應(yīng)有普通刀具材料的一些基本性能之外，還應(yīng)具備：①高的硬度和耐磨性割卖。高性能刀具材料的硬度必須高于普通加工刀具材料的硬度前酿，一般在65HRC以上，刀具材料的硬度愈高鹏溯，其耐磨性愈好罢维。②高的強(qiáng)度和韌性。刀具材料要有很高的強(qiáng)度和韌性丙挽，以便承受切削力言津、振動(dòng)和沖擊，防止刀具脆性斷裂取试。③良好的穩(wěn)定性和熱硬性。刀具材料要有很好的耐熱性腋殃，要能承受高溫馁掺，具備良好的抗氧化能力。④良好的高溫力學(xué)性能燕党。刀具材料要有良好的高溫強(qiáng)度寻币、高溫硬度和高溫韌性。⑤較小的化學(xué)親和力悉宿。刀具材料與工件的化學(xué)親和力要較小瓶虽。

高性能刀具材料主要有：金剛石、立方氮化硼涝睁、氧化鋁基和氮化硅基復(fù)合陶瓷珍诡、表面涂層硬質(zhì)合金、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金等示祭。

1. PCD (聚晶金剛石)

PCD刀具由于具有極高的硬度和導(dǎo)熱性尼袁，低的熱脹系數(shù)，高的彈性模量和較低的摩擦系數(shù)咽蚣，刀刃非常鋒利化焕。在加工鋁和硅鋁合金工件及其他非鐵金屬和極耐磨的高性能非金屬材料時(shí)使用壽命極高，切削速度可達(dá)2500～5000m/min铃剔。近年來(lái)撒桨，隨著汽車(chē)制造業(yè)大量應(yīng)用輕型材料（如鋁合金、復(fù)合材料键兜、塑料等）凤类，PCD刀具的應(yīng)用也大量增加∷氡茫現(xiàn)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋踱蠢、活塞及變速器殼體火欧、閥體、槽體茎截、側(cè)蓋等零件很多都采用鋁（合金）件苇侵，這些零件的加工大量采用了PCD刀具，取得很好的效果企锌，一般每把刀都能加工幾千件榆浓，甚至可達(dá)2萬(wàn)件。實(shí)踐證明其神，在加工某些殼體零件孔系中殴衡，將原來(lái)采用的硬質(zhì)合金鏜刀改為PCD刀具，刀具壽命從原來(lái)的3000件提高到7萬(wàn)件垄窃，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯蟀腌。

2. CBN（立方氮化硼）

CBN刀片的特點(diǎn)是硬度極高（僅次于金剛石），特別是紅硬性好吐莲，在1000℃以上的高溫下仍能保持其硬度和良好的切削性能抠偏，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性及低的摩擦系數(shù)。在適應(yīng)高速切削需要的同時(shí)陪瘟，也滿足了一些高硬度難加工材料零件的加工需要鞋剔，在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等鑄鐵類(lèi)零件和氣門(mén)閥座等粉末冶金零件的加工中獲得了較好的應(yīng)用效果。如缸體缸孔的加工在半精鏜和精鏜工序中很多就采用了CBN刀片阐逗，切削速度可達(dá)800m/min池躁，刀具壽命是硬質(zhì)合金刀具的一倍以上。在缸體的缸蓋結(jié)合面的加工中韵谋，CBN銑刀切削線速度可達(dá)1200m/min以上褒选，高的甚至可以達(dá)到2000m/min，進(jìn)給速度可達(dá)1000～2000mm/min振诬。另外瓣铣，CBN刀具還可用于加工淬硬工件，因而可以實(shí)現(xiàn)以車(chē)代磨贷揽，如國(guó)外某公司在軸類(lèi)零件的加工中棠笑，用CBN刀具進(jìn)行軸上槽的車(chē)加工，代替了原來(lái)要用成形砂輪進(jìn)行的磨削加工禽绪。

3.陶瓷

作為高硬蓖救、高耐用材料同時(shí)又極具競(jìng)爭(zhēng)力價(jià)格的刀具，陶瓷刀具是刀具家族中的一種新型刀具印屁，是一種值得關(guān)注和正在不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域的刀具循捺。陶瓷刀具脆性大的缺陷正在得到改善斩例，現(xiàn)在已有了增韌型陶瓷刀具，可應(yīng)用于鑄鐵工件的粗加工从橘，如在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體缸孔的粗加工中念赶，無(wú)論是V形六缸發(fā)動(dòng)機(jī)還是直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了陶瓷刀具進(jìn)行缸孔的粗加工，顯著提高了加工效率恰力，其鏜孔切削線速度可達(dá)700～800m/min叉谜。

4.涂層硬質(zhì)合金

伴隨表面工程和摩擦學(xué)的發(fā)展，涂層技術(shù)在近十幾年來(lái)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展镰饶，技術(shù)和設(shè)備都越來(lái)越成熟缆乐，在刀具上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，成效明顯烧骗，并且有多種新型涂層開(kāi)發(fā)了出來(lái)禽糊。目前在加工汽車(chē)零件刀具上采用較多的涂層有TiN、TiC铜诽、TiCN阔萧、TiAlN、ZrCN等懂棘，在鉆頭紧碴、鉸刀、齒輪滾刀甩卷、絲錐上都獲得很好的應(yīng)用效果，刀具壽命明顯提高起衫。如今在汽車(chē)零件制造業(yè)中硬質(zhì)合金刀具75%進(jìn)行了涂層劝薄，而且隨著對(duì)刀具重磨要求的提高，越來(lái)越多的重磨后刀具需要進(jìn)行重新涂層栈妆，使涂層應(yīng)用有了更廣闊的前景胁编。

刀具使用現(xiàn)狀

發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)一個(gè)明顯的走向就是采用高速加工技術(shù)來(lái)提高效率，縮短交貨時(shí)間鳞尔，降低生產(chǎn)成本嬉橙，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

目前在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零件生產(chǎn)中使用高性能刀具越來(lái)越廣泛寥假，如加工高強(qiáng)度鑄鐵件市框，一般采用CBN、SiN陶瓷糕韧、Ti基陶瓷及TiCN涂層刀具材料制作的刀具枫振，銑削速度可達(dá)2200m/min；加工高硅（Si）鋁件采用PCD萤彩、超細(xì)硬質(zhì)合金刀具加工粪滤，其銑削速度也可達(dá)到2200m/min斧拍，鉆、鉸削速度分別可達(dá)80m/min和24m/min杖小；加工精鍛結(jié)構(gòu)鋼件采用SiN陶瓷肆汹、Ti基陶瓷及TiCN涂層刀具加工，其車(chē)削速度達(dá)200m/min零破。此外衫半，在加工各種精鍛鋼制齒輪時(shí)，則采用高鈷（Co）粉末冶金高速鋼子钾。其表面涂覆TiCN的高速鋼整體滾刀即贰、剃齒刀，內(nèi)团弧、外表面加工的各類(lèi)拉刀疲籍，其滾削速度為110m/min，剃齒切削速度為170m/min幔瓮，拉削速度為10～25m/min谐浆。

在刀具使用方面，主要是在數(shù)控機(jī)床上采用HSK空心短錐柄谅练，可與各種多刃專用銑刀姿记、復(fù)合式孔加工刀具組成高速工具系統(tǒng)，完成多工序透劈、多工位切削加工梧却，其高速動(dòng)平衡≤2.5G；在汽車(chē)零件的精加工生產(chǎn)自動(dòng)線上败去，廣泛采用自動(dòng)檢測(cè)裝置和半自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叻藕健Ｈ鐕?guó)內(nèi)某公司引進(jìn)的精鏜缸孔用自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒呤遣捎靡獯罄鸐arposs公司生產(chǎn)的電動(dòng)式測(cè)量?jī)x，在零件加工完后圆裕，對(duì)加工尺寸進(jìn)行測(cè)量比較广鳍，起動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，改變漲刀量吓妆，進(jìn)行刀具自動(dòng)補(bǔ)償赊时；采用自動(dòng)徑向進(jìn)給刀具加工缸體曲軸孔及軸承擋止推面，一次走刀完成孔與端面的鏜削加工行拢，可保證工件端面對(duì)孔的垂直度和兩端面的相互平行度祖秒。

發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)今后的發(fā)展趨勢(shì)是，將普遍采用高速（超高速）式切削技術(shù)舟奠。采用超硬材料制作的各類(lèi)刀具狈涮、復(fù)合（組合）或各類(lèi)高速切削刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)將成為高性能刀具品種發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)。其中無(wú)屑加工工藝的搓鸭栖、擠楣苇、滾壓成形類(lèi)刀具的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛粮按；超硬刀具材料發(fā)展會(huì)更快，應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加擴(kuò)大绿凄。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)刀具行業(yè)的總體狀態(tài)是起點(diǎn)低已转、起步晚，先進(jìn)的高性能刀具僅僅是隨著近年來(lái)數(shù)控高速機(jī)床的發(fā)展才開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)蔓踩，因此高性能刀具產(chǎn)品基礎(chǔ)比較薄弱渗送，發(fā)展速度緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)紧慧。我國(guó)刀具制造行業(yè)要在國(guó)內(nèi)刀具市場(chǎng)占有更多的市場(chǎng)份額及參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)泰四，最根本的出路就是提升企業(yè)的整體刀具技術(shù)水平，在以下三個(gè)方面要有所突破盯窜。

1.提高以硬質(zhì)合金為主的各種刀具材料性能

在現(xiàn)代刀具材料的發(fā)展中兔页，硬質(zhì)合金起著主導(dǎo)作用（約占64%）。此外领靖，其他刀具材料的性能也得到了顯著改善俄洞，擴(kuò)大了各自的應(yīng)用領(lǐng)域，形成了各種刀具材料既有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)槐秧、使用范圍又相互替代補(bǔ)充的整體格局啄踊。正是刀具材料的全面、迅速發(fā)展刁标，為當(dāng)今高速颠通、高效金屬切削加工奠定了基礎(chǔ)。

硬質(zhì)合金的性能不斷改進(jìn)膀懈，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大顿锰，成為切削加工的主要刀具材料，對(duì)推動(dòng)切削效率的提高起到了重要作用吏砂。首先，細(xì)顆粒乘客、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料的開(kāi)發(fā)顯著提高了硬質(zhì)合金材料的強(qiáng)度和韌性狐血，用它制造的整體硬質(zhì)合金刀具（尤其是量大面廣的中小規(guī)格通用刀具如鉆頭、立銑刀易核、絲錐等）大量替代傳統(tǒng)的高速鋼刀具匈织，使切削速度和加工效率大幅度提高，將量大面廣的通用刀具帶入了高速切削范疇牡直。其次圣掷，硬質(zhì)合金加壓燒結(jié)等新工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提高了硬質(zhì)合金的內(nèi)在質(zhì)量，針對(duì)不同加工需求開(kāi)發(fā)專用牌號(hào)的做法進(jìn)一步提高了硬質(zhì)合金的使用性能甜芭。開(kāi)發(fā)了具有良好抗塑性變形能力和韌性表層的梯度硬質(zhì)合金匿贴，作為化學(xué)涂層硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的基體材料凑篇，提高了涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能和應(yīng)用范圍。

陶瓷和金屬陶瓷刀具材料品種增多耗述，強(qiáng)度和韌性提高托蜡，應(yīng)用領(lǐng)域和加工范圍不斷擴(kuò)大，可在鋼材妒彭、鑄鐵的精加工谢燎、半精加工中替代硬質(zhì)合金，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量幕笋。目前钧椿，此類(lèi)刀具材料不僅可用于單件、小批量生產(chǎn)椿笤，而且已應(yīng)用于流水線的批量生產(chǎn)盹屠，由于價(jià)格較低，可作為干切削逾条、硬切削的首選刀具琢岩。

PCD、CBN超硬刀具材料改性和制造工藝的改進(jìn)师脂，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大担孔。用CBN制造的缸孔鏜刀已可用在自動(dòng)生產(chǎn)線以及鑄鐵、淬硬件的加工中吃警，并從精加工領(lǐng)域擴(kuò)大到半精加工領(lǐng)域糕篇，使切削加工效率大幅提高。鋁合金是汽車(chē)工業(yè)廣泛使用的重要材料酌心，鋁合金的高效加工是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)拌消。目前，由于廣泛應(yīng)用各種高性能PCD刀具安券，使切削效率顯著提高墩崩，最高切削速度已達(dá)7000m/min。產(chǎn)品已從車(chē)刀侯勉、面銑刀擴(kuò)大到立銑刀鹦筹、鉆頭、鉸刀以睦、成形刀具等泌醋。

2.涂層作為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)

刀具涂層技術(shù)近年來(lái)取得了重大進(jìn)展，表面涂層已成為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù)滤钠《木埽化學(xué)氣相沉積（CVD）仍然是可轉(zhuǎn)位刀片的主要涂層工藝，已開(kāi)發(fā)出中溫CVD、厚膜Al2O3贵郎、過(guò)渡層等新工藝职靴，在改進(jìn)基體材料性能的基礎(chǔ)上，使CVD涂層的耐磨性和韌性均得到顯著提高因饥。CVD金剛石涂層也取得了較大進(jìn)展抹欢，提高了涂層表面質(zhì)量，并進(jìn)入實(shí)用階段请立。目前脉织，國(guó)外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例已達(dá)75%左右。在此期間捐憔，物理氣相沉積（PVD）涂層技術(shù)的進(jìn)展尤為引人注目篙耗，在涂層爐結(jié)構(gòu)、工藝過(guò)程宪赶、自動(dòng)控制技術(shù)等方面都取得了新進(jìn)展宗弯，不僅開(kāi)發(fā)了適用于高速切削、干切削搂妻、硬切削的高耐熱性涂層（如超級(jí)TiAlN）以及綜合性能更好的TiAlCN通用涂層和DLC蒙保、W/C減摩涂層，而且通過(guò)對(duì)涂層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新欲主，開(kāi)發(fā)了納米邓厕、多層結(jié)構(gòu)涂層，大幅度提高了涂層的硬度和韌性扁瓢。

PVD涂層技術(shù)的新進(jìn)展顯示了涂層技術(shù)對(duì)提高刀具性能的巨大潛力和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)详恼，通過(guò)對(duì)涂層工藝參數(shù)的控制和對(duì)靶材、反應(yīng)氣體的調(diào)整引几，可不斷開(kāi)發(fā)出新的高性能涂層昧互，以滿足加工多樣性的需要。涂層技術(shù)將成為提高和改善刀具性能的捷徑伟桅，有著十分廣闊的應(yīng)用前景机凭。

3.不斷創(chuàng)新刀具結(jié)構(gòu)

隨著制造業(yè)的高速發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)部門(mén)對(duì)切削加工不斷提出更高的要求窖升，推動(dòng)著可轉(zhuǎn)位刀具的持續(xù)發(fā)展级衅。為汽車(chē)流水線開(kāi)發(fā)的專用成套刀具突破了傳統(tǒng)的按需供刀、“閉門(mén)造刀”的做法几垃，成為革新加工工藝鼓笨、提高加工效率箭瘫、降低加工成本的重要工藝因素劈狼，發(fā)揮著重要的作用。

汽車(chē)工業(yè)的敏捷制造成為推動(dòng)可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的強(qiáng)大動(dòng)力，促進(jìn)了多功能面銑刀艺崔、各種模塊式立銑刀系統(tǒng)涣疑、大進(jìn)給銑刀等高性能加工刀具的不斷涌現(xiàn)。為滿足高效加工鋁合金構(gòu)件的需要藕壹，開(kāi)發(fā)出了結(jié)構(gòu)新穎的鋁合金高速加工面銑刀等先進(jìn)刀具诞嗦。

隨著高效率數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及普及應(yīng)用，使立銑刀椿访、鉆頭等通用刀具的幾何參數(shù)進(jìn)一步多樣化乌企，改變了標(biāo)準(zhǔn)刀具參數(shù)“千篇一律”的傳統(tǒng)格局，可適應(yīng)不同的被加工材料和加工條件成玫，切削性能也相應(yīng)提高加酵。一些創(chuàng)新的刀具結(jié)構(gòu)還可產(chǎn)生新的切削效果，例如哭当，不等螺旋角立銑刀與標(biāo)準(zhǔn)立銑刀相比猪腕，可有效遏制刀具的振動(dòng)，提高加工表面質(zhì)量钦勘，增大刀具的切削深度和進(jìn)給速度陋葡；硬質(zhì)合金絲錐及硬質(zhì)合金螺紋銑刀的開(kāi)發(fā)將螺紋加工效率提高到高速切削水平，尤其是硬質(zhì)合金螺紋銑刀彻采，不僅加工效率高腐缤，而且通用性好，可顯著降低刀具費(fèi)用颊亮。

刀具應(yīng)用案例

1.孔類(lèi)零件的加工

零件的孔加工多半采用多刃復(fù)合式（刀刃機(jī)夾柴梆、鑲焊組合）結(jié)構(gòu)，以鉸终惑、擠削代替磨削沸根。在一次進(jìn)給過(guò)程中完成孔的精加工，其轉(zhuǎn)速達(dá)3000r/min诊拦，進(jìn)給速度達(dá)1.5～3m/min瘟百，精度達(dá)5～7級(jí)，表面粗糙度值Ra＝0.7μm霹糜；槍鉆轉(zhuǎn)速達(dá)8000r/min掺变，Ra＝2μm。精密鏜淳篡、鉸刀帆骗，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、超精密的內(nèi)孔精度些援、優(yōu)異的表面質(zhì)量及高的經(jīng)濟(jì)效益被汽車(chē)工業(yè)廣泛采用的席。刀片采用精密研磨的可轉(zhuǎn)位刀片捧擂。在刀體上鑲有兩塊以上的支承導(dǎo)條，幾乎在刀片進(jìn)入工件切削的同時(shí)赁至，支承導(dǎo)條也緊跟在對(duì)應(yīng)的位置起支撐作用艾遗，并吸收切削時(shí)所引起的振動(dòng)和阻力，保證內(nèi)孔圓度和圓柱度在1～3μm以內(nèi)瓣俯，其孔徑公差達(dá)H6杰标。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)導(dǎo)管孔加工中，其加工精度彩匕、表面質(zhì)量都優(yōu)于槍鉆加工腔剂。氣缸孔鏜削采用雙工位、機(jī)床主軸內(nèi)置式驼仪、軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)推拉桿機(jī)構(gòu)桶蝎。往復(fù)進(jìn)給分別用于粗鏜和精鏜，鏜削速度達(dá)800m/min谅畅。

（1）缸體曲軸孔精加工和缸蓋凸輪軸孔精加工使用刀具登渣，四刃可轉(zhuǎn)位刀片安裝在高精度鋸齒狀刀窩中，尺寸精度控制在微米級(jí)毡泻。與傳統(tǒng)分體式可轉(zhuǎn)位刀具相比胜茧，刀具只需調(diào)整刀片徑向高度，不需要調(diào)整刀片背錐仇味，縮短了調(diào)整時(shí)間呻顽。按抽測(cè)記錄，精鏜曲軸孔区为，尺寸精度加工誤差＜0.018mm喇纬，同軸度誤差＜0.016mm，最小誤差僅0.002?1mm嫂衅，表面粗糙度值Ra＜1.6μm凯书；精鏜凸輪軸孔，同軸度誤差＜0.007mm灌龄，最小誤差為0.001?4mm咬恨，圓度誤差＜0.002mm，位置度誤差＜0.063mm文鸽，最小誤差為0.014?8mm邀漩，尺寸精度偏差＜0.018mm，最小偏差為0.004?4mm纹词，兩組孔的加工都能滿足節(jié)拍要求绿踱。

（2）缸體生產(chǎn)線上的缸體、缸孔鑲鑄鑄鐵缸套残匈、缸孔粗加工是大余量的鑄鐵加工菲藏，需要刀具有高的強(qiáng)度和韌性漏设，刀具系統(tǒng)是一個(gè)不同正負(fù)角組合的產(chǎn)品系列，其特點(diǎn)在于刀片負(fù)的徑向前角和正的軸向前角今妄，正的軸向前角減小了軸向切削力，并且與負(fù)的徑向前角形成了很好的剪切作用鸳碧，便于斷屑盾鳞。正的軸向前角使切削力向著主軸，使銑刀工作更穩(wěn)定瞻离；而且腾仅，負(fù)的徑向前角能使最早切入工件的“沖擊點(diǎn)”離開(kāi)刀尖，對(duì)刀尖起保護(hù)作用套利，刀片立裝推励，刀刃的下部有較強(qiáng)的實(shí)體支承，增加了刀刃強(qiáng)度肉迫。使用刀具加工精度验辞、表面粗糙度值都能保證，惟一不足就是壽命低喊衫。

2.平面類(lèi)零件的加工

平面類(lèi)零件的銑削多半采用具有密齒跌造、過(guò)定位、重復(fù)夾緊結(jié)構(gòu)的徑向湘搀、軸向雙向可調(diào)高速密齒面銑刀尾丑。銑刀直徑250～400mm，軸向跳動(dòng)≤±0.002?5mm渐仓。零件裝配平面的加工是以銑代磨熔淘，表面粗糙度值Ra＝0.7μm，不平度＜0.02mm悄慨。精銑刀盤(pán)的刀片可通過(guò)偏心螺釘進(jìn)行調(diào)整饼痘，調(diào)整精度達(dá)0.002mm。在中等進(jìn)給精銑加工時(shí)车管，采用普通刀片與修光刀片合理布置臊链，零件表面質(zhì)量可明顯改善；大進(jìn)給精銑加工時(shí)苇均，全部采用修光刀片侄掠，可獲得理想的表面粗糙度值。在缸體和缸蓋生產(chǎn)線溯鱼，面銑刀用于鋁合金缸體和缸蓋的平面銑削加工钻哩。此刀具由鋼制刀盤(pán)和鋁制刀體組成，在保證足夠剛性的前提下減輕了重量肛冶，而且雙金屬結(jié)構(gòu)也減少了加工振動(dòng)街氢。該刀具具有高金屬去除率扯键、低加工毛刺及高加工效率等特點(diǎn)，非常適用于高速切削珊肃。面銑刀有五種形式的刀夾荣刑，不同刀夾相互搭配用于粗銑和精銑，可達(dá)到不同的表面粗糙度值伦乔，也可同時(shí)安裝粗銑和精銑刀夾厉亏，粗精加工一次完成，縮短加工時(shí)間烈和，提高工作效率爱只。

3.軸類(lèi)零件的加工

汽車(chē)曲軸主軸頸、連桿軸頸的加工是采用雙工位車(chē)－拉－專用刀具招刹。刀盤(pán)直徑為700mm恬试，刀盤(pán)圓周裝有40片硬質(zhì)合金涂層刀片，每10片為一組疯暑，切削速度為150m/min牧稳，快進(jìn)速度為4.6m/min，徑向切削余量為1.5～3mm盅格。此外巍慧，一些零件的軸端頭外圓柱面加工采用成形組合外圓銑、鉸削專用工具浑云，一次進(jìn)給完成外圓和端面粗加工并园，替代單刃車(chē)削加工工藝。

4.鋁合金材料的加工

銑削鋁合金材料的工件時(shí)庸垢，采用各種規(guī)格不等齒距的銑刀以及大的軸向與徑向前角樊颁，刀具的前刀面經(jīng)拋光處理，切削時(shí)切削力小呀逃，無(wú)振動(dòng)澳银，表面質(zhì)量佳。采用高耐磨性钾植、高壽命的 慨即。刀片硬度較高，適于加工余量均勻泛鸟、硬度一致的表面蝠咆，因此將其用于缸體、缸蓋上下和前后表面的精加工北滥；刀夾刚操，刀片韌性較好，適用于余量不均勻再芋，硬度不一致的表面菊霜，將其用于粗加工坚冀。精加工后，缸體鉴逞、缸蓋上下面记某、前后面等大平面的平面度誤差≤0.02mm，最小達(dá)到0.003?4mm构捡，平均平面度誤差≤0.01mm液南，表面粗糙度值低于0.8μm，加工節(jié)拍滿足要求叭喜。面銑刀更換刀夾時(shí)，僅做軸向調(diào)整党滓，不需要徑向調(diào)整矗赔，具有調(diào)整方便、調(diào)整時(shí)間短和調(diào)整精度高的特點(diǎn)狠楞，軸向調(diào)整偏差不大于0.003mm坦浦，使切削負(fù)荷均勻分布到每個(gè)刀齒上，有效地延長(zhǎng)了刀具壽命盲并。

為充分發(fā)揮加工中心的性能和效率怔赤、適應(yīng)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的高速、高效的優(yōu)勢(shì)吻悍，配套刀具分较。加工設(shè)備優(yōu)先采用機(jī)夾不重磨刀具、硬質(zhì)合金鉆頭和內(nèi)冷鉆頭囚上、立方氮化硼（CBN）等新型材料的刀具南垦；采用錐度為 1∶10的HSK刀柄，其與主軸的雙面接觸點(diǎn)保證了定位精度與連接剛性痰拢；采用熱漲式工具系統(tǒng)其均勻夾緊力使同心度＜3mm跛鸵，更適合高速加工。為使刀具的切削性能發(fā)揮到最大资柔，所有加工中心刀具均采用中心內(nèi)冷結(jié)構(gòu)焙贷；缸體、缸蓋鋁合金材料的銑削加工廣泛采用PCD刀具贿堰，保證了加工精度與表面質(zhì)量辙芍，切削速度選擇2500m/min；考慮到高速回轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生很大的離心力羹与，刀體采用高強(qiáng)度鋁合金與鋼質(zhì)雙金屬材料制作沸手。超細(xì)硬質(zhì)合金刀具，特別薄的尖端有最好的定心作用注簿，可同時(shí)完成鉆和鉸兩道工序契吉，加工精度可達(dá)7級(jí)跳仿。

5.鑄鐵材料加工

在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，正確的工件結(jié)構(gòu)捐晶、良好的表面質(zhì)量以及在總的質(zhì)量保證中沒(méi)有劃傷的零件菲语，這些是絕對(duì)重要的目標(biāo)。對(duì)于需生產(chǎn)的高性價(jià)比零件來(lái)說(shuō)惑灵，要面對(duì)這些越來(lái)越高的挑戰(zhàn)山上，就需要開(kāi)發(fā)出粗加工和精加工的可靠的、高效的刀具和解決方案私舱，特別是用于缸體和缸蓋上的端面畦肉。

在鑄件的第一階段加工中和有關(guān)的鑄件供貨企業(yè)，粗加工是切削成方塊的常見(jiàn)工藝菊舅。在那里礁姿，金屬去除率是最重要的。精加工則要求效率舆滞、可靠性和質(zhì)量菱区，其中具有挑戰(zhàn)性的工序之一是燃燒面的面銑削，它常常是完成汽缸體幾何形狀的最后一道工序服讯。

鑄鐵是最重要的材料绎瓣，現(xiàn)在盡管灰口鑄鐵占統(tǒng)治地位，它的用量是球墨鑄鐵和其它類(lèi)型鑄鐵的幾倍授灵，但是使用的鑄鐵還是多種多樣的堵忌。材料和生產(chǎn)技術(shù)的新發(fā)展擴(kuò)展了蠕墨鑄鐵（CGI）、奧氏體可鍛鑄鐵（ADI）和一系列的合金鑄鐵材料的應(yīng)用藏亲，這擴(kuò)展了可加工性的選擇范圍眷篇。鑄鐵襯里和鋁氣缸體的結(jié)合使用，導(dǎo)致了能對(duì)雙金屬加工的要求荔泳。

蕉饼。最近，小切削量鑄鐵零件以及汽車(chē)制造中的切削玛歌，已經(jīng)越來(lái)越多地傾向使用加工中心生產(chǎn)昧港，在生產(chǎn)線或單臺(tái)機(jī)床上，超過(guò)80%的刀具直徑在63～160mm支子。這反映了當(dāng)今鑄鐵銑削越來(lái)越多地從生產(chǎn)線或重載加工中心上的重載大批量生產(chǎn)粗加工和精加工向小的加工中心上小批量创肥、輕切削方向改變。

在開(kāi)發(fā)重載銑削應(yīng)用所需的新型銑削刀具中值朋，目標(biāo)包括工作臺(tái)進(jìn)給叹侄、切削力、工件破裂、毛刺形成趾代、表面質(zhì)量和噪聲水平等贯底。為達(dá)到這一目標(biāo)，在新型面銑刀上撒强，將主偏角從45°增大到65°挽后，這樣就帶來(lái)了一些優(yōu)點(diǎn)，例如更接近夾具和更軟切入的能力鸠头。但是镇盛，這樣會(huì)增大刀具退出切削時(shí)工件開(kāi)裂的傾向。這是因?yàn)榈毒唠x開(kāi)時(shí)產(chǎn)生大的徑向力和片狀石墨效果的原因诱价。事實(shí)上卜锡，按照工件開(kāi)裂極限，必須經(jīng)常改變刀具標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置涧俐。為了應(yīng)對(duì)大主偏角增大的開(kāi)裂效應(yīng)歉赴，刀片設(shè)計(jì)成刀具離開(kāi)切削時(shí)更為有利減小開(kāi)裂。此外誓豺，刀片槽形還變成了八切削刃刀片的一個(gè)精心集成部分刷裂，使切削力指向刀片座支撐飘蔓，這樣有利于減少工件開(kāi)裂吏恃。刀片槽形的一部分還是八個(gè)正前角排屑槽，這些排屑槽定位在兩個(gè)面上账何，使刀片以最佳方法支撐代虾。

鑄鐵切削時(shí)，會(huì)受到不大但是頻率很高的力的作用激蹲，力常常作用在長(zhǎng)刀具的吃刀長(zhǎng)度上棉磨，需要使力分布在盡可能大的區(qū)域上，因此刀具和刀片的支撐是至關(guān)重要的学辱。刀片在刀片座內(nèi)乘瓤，徑向和軸向都有很大的支撐，一直延長(zhǎng)到刀片的切削刃策泣。這使得刀片能應(yīng)付重的負(fù)荷衙傀，防止變形，這樣在長(zhǎng)的刀具壽命時(shí)期內(nèi)都保證了高的加工安全性萨咕。

為了與機(jī)床主軸有很大的側(cè)面接觸统抬，銑刀刀體有一個(gè)極大的刀具支撐面，這增加了穩(wěn)定性危队。刀具使用了螺釘夾緊刀片聪建，使刀具的裝配很方便，在特密齒距時(shí)茫陆，用楔塊夾緊槽悼。鑄鐵切削時(shí)埂荤，使用切削液。新型面銑刀有供應(yīng)切削液的通孔熙同，每個(gè)刀片處都有切削液通道的開(kāi)口蒿疲，提供了最大的冷卻效應(yīng)。

6.刀夾式刀具提供更高的能力

使用中等到大型面銑刀精加工發(fā)動(dòng)機(jī)主要由加工周期時(shí)間的參數(shù)和質(zhì)量極限決定锻刹，質(zhì)量極限在不斷縮小棉玻。因此，關(guān)于高進(jìn)給率和表面質(zhì)量方面的能力提高必須由刀具貢獻(xiàn)壕矿，這就要求選擇特密刀具齒距坝亿、提高刀片切削刃的軸向安裝高精度以及采用修光刀片。新的切削刀具解決方案的開(kāi)發(fā)以及業(yè)已證明成功的銑削刀具概念李荚，在提供高的加工安全性的同時(shí)灰囤，滿足了這些越來(lái)越高的能力要求。

現(xiàn)在鸥层，具有可互換刀夾的面銑刀提供了鑄鐵和鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸體锐拟、缸蓋和箱體的半精加工、精加工以及粗加工的解決方案慧邮。當(dāng)?shù)毒啐X距调限、精度、裝配和可靠性是決定性問(wèn)題時(shí)误澳，基于概念等成熟的刀夾式刀具就占據(jù)了它們應(yīng)有的地位耻矮。

刀夾的結(jié)構(gòu)和刀片定位、可調(diào)整性和鎖定形成了切削和裝配能力方面的決定性差別忆谓。在標(biāo)準(zhǔn)或定制刀具的刀體上使用標(biāo)準(zhǔn)化卡裆装，提供了增加更多有效齒數(shù)的能力——這對(duì)達(dá)到更高的生產(chǎn)率和表面質(zhì)量要求至關(guān)重要。每個(gè)刀夾軸向位置的控制決定了表面質(zhì)量能力和刀具的一致性倡缠，并保證了任何替換刀具的水平哨免。因此，刀夾在刀體上小的位置誤差極限和卡的穩(wěn)定性昙沦，結(jié)合良好的宏觀和微觀安裝精度構(gòu)成刀具能力的基礎(chǔ)琢唾。通過(guò)設(shè)計(jì)達(dá)到良好的基本精度以及卡的齒形接口和具有非常小的刀具跳動(dòng)量和修光刃刀片技術(shù)，這些因素導(dǎo)致了性能和質(zhì)量一致性的新的水平桅滋。

刀夾的可互換性為大直徑刀具增加了相當(dāng)大的安全性慧耍、耐用性，降低了較多的刀具成本和庫(kù)存推妈。鋁刀體的可用性方便了刀具的更換和裝配了赖。由于在加工工位的大直徑刀具的重量已經(jīng)變成一個(gè)問(wèn)題，所以這點(diǎn)也很有意義。刀夾式刀具開(kāi)發(fā)時(shí)笆滓，已經(jīng)注意了切屑降低表面質(zhì)量的危險(xiǎn)槽顶。其結(jié)果是，從新設(shè)計(jì)的每個(gè)刀夾上單個(gè)出口通過(guò)的初肥、強(qiáng)制流出的高速冷卻液昭淋，使得這個(gè)工藝安全性成為一個(gè)不重要的問(wèn)題。新結(jié)構(gòu)高效地將切屑從加工面沖走午螺。

在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件加工中墓枝，銑削工藝是敏感的、并受到許多因素影響的跷它。因此容且，在對(duì)大直徑刀具投資時(shí)，需要有足夠的選項(xiàng)唾诺，這非常重要亮隙。大直徑刀具的投資代表高的刀具成本。通過(guò)在刀夾的結(jié)構(gòu)內(nèi)采用標(biāo)準(zhǔn)的CoroMill刀片座垢夹，就可以形成許多大直徑銑刀的刀片類(lèi)型的選項(xiàng)溢吻，包括在幾個(gè)位置的修光刀片的使用。這意味著可以采用任何已經(jīng)證明了的與特定的槽形結(jié)合的涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)果元，到最新一代更專用的刀具材料促王。最新一代刀具材料有氮化硅、CBN（立方氮化硼）和PCD（聚晶金剛石）噪漾，所有這些都是在刀夾式刀具平臺(tái)上硼砰。采用這種方法且蓬，可以優(yōu)化生產(chǎn)中的應(yīng)用欣硼，增加了刀具選擇的靈活性，有利于找出最佳加工解決方案恶阴。

當(dāng)今诈胜，可以認(rèn)為面銑刀和大直徑面銑刀的刀夾式刀具概念代表了汽車(chē)零部件制造業(yè)加工技術(shù)重要的兩大進(jìn)步。

結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程冯事，它的發(fā)展往往代表著國(guó)家和民族在制造業(yè)中的科技水平焦匈。青年汽車(chē)作為涉及商用車(chē)、乘用車(chē)和汽車(chē)零部件三大領(lǐng)域的汽車(chē)工業(yè)企業(yè)嘹挨，和國(guó)內(nèi)同行一樣都期盼著民族品牌刀具的出現(xiàn)淳胆。同時(shí)，要求刀具供應(yīng)商不僅能提供高性能刀具和刀具夾持及其與機(jī)床的連接件逮弛，并能提供切削加工整體解決方案和及時(shí)有效的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持螃方，與汽車(chē)零部件制造企業(yè)形成更為廣泛的合作伙伴關(guān)系，共同推動(dòng)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。

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