現(xiàn)代汽車零部件制造十分重視采用新型材料——鋁合金、蠕墨鑄鐵及各種復(fù)合材料。在具體的生產(chǎn)制造中，各種新型材料的相繼應(yīng)用，不僅使汽車重量大幅度下降，使用效能增強(qiáng)，而且使節(jié)能環(huán)保能力不斷提高。與此同時(shí)，市場競爭的加劇使汽車制造商對(duì)降低成本的要求更為迫切。在保證加工質(zhì)量的前提下，更高的生產(chǎn)效率無疑是達(dá)成這一要求的不二選擇，而高效的加工工藝和切削刀具成為保證高效生產(chǎn)的有效手段。
鑄鐵缸體加工特點(diǎn)
目前，先進(jìn)的制造技術(shù)越來越傾向于高速加工。采用數(shù)控高速加工中心后，得益于數(shù)萬轉(zhuǎn)的主軸轉(zhuǎn)速，配合采用密齒銑刀、高線速及大進(jìn)給，極大地提高了加工效率，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中缸體、缸蓋的加工是最為典型的代表。缸體、缸蓋在平面銑削加工質(zhì)量方面要求較為特殊，具體包括尺寸、表面粗糙度、平面度、紋路深度、工件掉邊、毛刺、足夠的進(jìn)給速度，以及盡量小的切削功率等。
鑄鐵的加工技術(shù)經(jīng)過多年的實(shí)踐考驗(yàn)，新興的解決方案層出不窮。目前制造商手里的毛坯余量已經(jīng)大大減少，一般在3mm以下，鑄鐵銑削也向小余量乃至“凈近尺寸”方向發(fā)展。
硬質(zhì)合金由于具有良好的綜合切削性能和合適的性價(jià)比，在汽車制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用。面對(duì)高效加工的需要，其刀具材料與結(jié)構(gòu)都有了很大發(fā)展。目前，硬質(zhì)合金刀具在材質(zhì)方面正向發(fā)展新配方，采用新的成形、燒結(jié)技術(shù)，采用納米技術(shù)和超細(xì)粉末，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;在結(jié)構(gòu)方面，正向鋒利切削刃、低功率要求、高工作臺(tái)進(jìn)給、高表面質(zhì)量，以及更廣泛的加工范圍、更好的經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展。
新型五邊形面銑刀
目前，株洲鉆石開發(fā)出新一代汽車工業(yè)五邊形面銑刀具，該產(chǎn)品具有多種優(yōu)異的技術(shù)性能，不僅改善了鑄鐵缸體加工刀具的切削性能，而且能有效保證缸體加工的質(zhì)量要求。
1. 良好的切削適應(yīng)能力
不同的鑄鐵加工時(shí)表現(xiàn)出的切削適應(yīng)能力不同，比如灰口鑄鐵會(huì)表現(xiàn)出它的脆性，當(dāng)?shù)毒咔谐鰰r(shí)容易掉邊;球墨鑄鐵則表現(xiàn)出其延展性，刀具切出時(shí)容易產(chǎn)生毛刺;新出現(xiàn)也是最難加工的蠕墨鑄鐵將前兩者的特點(diǎn)結(jié)合起來，表現(xiàn)為易磨損刀片，同時(shí)又易產(chǎn)生毛刺。
新開發(fā)的汽車工業(yè)面銑刀具裝配有五邊形雙面槽設(shè)計(jì)的刀片，10個(gè)切削刃有利于提高經(jīng)濟(jì)性;同時(shí)，開放槽型結(jié)構(gòu)，切削刃鋒利，切削輕快，使得灰口鑄鐵切出時(shí)的掉邊問題得到解決，也避免了切削球墨鑄鐵時(shí)毛刺的產(chǎn)生，使67°主偏角的刀體具備良好的切出能力;兼之厚Al2O3+厚TiCN涂層與堅(jiān)硬的基體結(jié)合，具有良好的抗剝落性。選用不同牌號(hào)加工不同材質(zhì)工件時(shí)，可表現(xiàn)出廣泛的適應(yīng)能力。
2. 穩(wěn)定的定位能力
汽車零部件上常常設(shè)計(jì)有很多孔，這些孔的分布通常沒有規(guī)律，因此，刀具在對(duì)其端面進(jìn)行銑削加工時(shí)通常受到大小、方向隨時(shí)變化的沖擊，載荷的變化沒有規(guī)律，尤其表現(xiàn)在機(jī)床剛性及功率都欠佳的情況下，這就要求刀具要具有非常穩(wěn)定的定位能力。為此，我們精心設(shè)計(jì)了新型五邊形刀具刀片的支撐結(jié)構(gòu)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的定位方式提供了強(qiáng)大的抗力，用于消除切削時(shí)切深與進(jìn)給方向的反力。切削時(shí)，由特殊處理的螺釘將刀片牢牢地固定在刀片座內(nèi)，配合刀片精心設(shè)計(jì)的槽型，將定位面一直延伸到刀體的邊緣，保證了對(duì)主切削刃最大程度地支撐，使加工穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。刀體本身采用雙負(fù)前角，結(jié)合大前角的刀片，形成一個(gè)基本上呈鋒利狀態(tài)的切削刃，既滿足了對(duì)機(jī)床低負(fù)載的要求，又能保證刀具本身的抗沖擊性能。同時(shí)，高精度的刀槽保證了很高的重復(fù)定位精度，對(duì)穩(wěn)定性有強(qiáng)烈要求的汽車零部件加工具有巨大的實(shí)際意義。
3. 優(yōu)異的表面加工質(zhì)量
汽車零部件形狀復(fù)雜，很多零件表面會(huì)存在一些小凸臺(tái)，在加工之前的余量通常是不一致的，但出于高效加工的要求，對(duì)這些小凸臺(tái)的銑削加工通常要求一次到位。常規(guī)的刀具在同等的切深時(shí)表現(xiàn)良好，但隨著切深的不斷變化，已加工表面會(huì)出現(xiàn)較大的質(zhì)量波動(dòng)。為解決這一問題，新型五邊形刀具在每個(gè)切削刀片上都設(shè)計(jì)了特殊的修光刃。修光刃經(jīng)過特殊的處理，能夠抵御長時(shí)間的沖擊與磨損，保持穩(wěn)定的切削狀態(tài)，從而在切深變化的情況下仍能保證穩(wěn)定的表面加工質(zhì)量。
4. 易于存儲(chǔ)、管理
汽車行業(yè)零部件眾多，所用材料各不相同，其不同的技術(shù)要求使用不同型號(hào)、不同牌號(hào)以及不同規(guī)格的刀片，且消耗量巨大。同時(shí)，這些刀片本身又需要不同規(guī)格的螺釘，不同的壓塊和扳手，這使得制造商需要常年對(duì)這些刀片及附件保持大量庫存。這些刀片的存儲(chǔ)和管理消耗了大量的人力、物力，稍有不慎，錯(cuò)誤地搭配就會(huì)造成事故。新型刀具有壓塊式壓緊與螺釘式壓緊型號(hào)(如圖4、5所示)，壓塊式采用與螺釘式同樣的刀片，且壓塊用雙頭螺釘可以和螺釘式壓緊刀片的壓緊螺釘采用同樣的扳手，不僅減少了庫存型號(hào)的種類，也從根本上優(yōu)化了對(duì)其的存儲(chǔ)能力，這也是汽車刀具發(fā)展的趨勢(shì)之一。
5. 柔性更強(qiáng)
目前，大量的加工都在加工中心上完成，為了使加工更具柔性，小刀盤得到越來越多的使用。FMD02提供了從直徑最小50mm開始的刀具規(guī)格，響應(yīng)了這種潮流的發(fā)展。此外，重新設(shè)計(jì)的容屑槽，保證了底面定位部分有足夠的強(qiáng)度和容屑空間。
汽車工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新的階段，汽車零部件的生產(chǎn)開始向結(jié)構(gòu)簡單化、材料輕量化以及環(huán)?；姆较虬l(fā)展，更加高效、柔性的生產(chǎn)方式使生產(chǎn)成本大幅下降，大量新興科技也被應(yīng)用到這個(gè)行業(yè)，以往粗放式的生產(chǎn)方式已逐漸被現(xiàn)代社會(huì)所摒棄。金屬切削作為支持其發(fā)展的眾多學(xué)科中的一支，被賦予了新的要求，刀具材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、切削參數(shù)等都在不斷地被改變、更新?？梢灶A(yù)見，伴隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，切削刀具也必將會(huì)迎來新的春天!
