汽车制造刀具的应用现状与发展0公主岭

汽车制造刀具的应用现状与发展

汽车制造刀具的应用现状与发展 2011年12月09日 来源： 使用刀具现状目前汽车制造业的机械加工所使用的刀具主要是超硬刀具材料,如加工高强度铸铁件，一般采用CBN、SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具材料制作的刀具，铣削速度可达2200m/min；加工高硅(Si)铸铝件采用PCD、超细硬质合金刀具加工，其铣削速度也可达到2200m/min，钻、铰削速度分别可达80m/min和24m/min;加工精锻结构钢件采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工，其车削速度达200m/min。此外，在加工各种精锻钢制齿轮时，则采用高钴(Co)粉末冶金高速钢。其表面涂复TiCN的高速钢整体滚刀、剃齿刀，内、外表面加工的各类拉刀，其滚削速度为110m/min,剃齿切削速度为170m/min，拉削速度为10～25m/min。 在刀具使用方面，主要是在数控机床上采用HSK空心短锥柄，可与各种多刃专用铣刀、复合式孔加工刀具组成高速工具系统，完成多工序、多工位切削加工，其高速动平衡≤2.5G；在汽车零件的精加工生产自动线上，广泛采用自动检测装置和半自动补偿刀具。如上海大众汽车有限公司引进的精镗缸孔用自动补偿刀具是采用意大利Marposs公司生产的电动式测量仪，在零件加工完后，对加工尺寸进行测量比较，将信号送入Valenite公司提供的自动补偿机构，启动步进电机，改变涨刀量，进行刀具自动补偿；采用自动径向进给刀具加工缸体曲轴孔及轴承挡止推面，在一次走刀完成孔与端面的镗削加工，可保证工件端面对孔的垂直度和两端面的相互平行度。 今后的发展趋势是，将普遍采用高速(超高速)干式切削技术。采用超硬材料制作的各类刀具、复合(组合)或各类高速切削刀具的结构设计与制造技术将成为刀具品种发展的主导技术。其中无屑加工工艺的搓、挤、滚压成形类刀具的应用将会更加广泛；超硬刀具材料发展会更快，应用领域会更加扩大。

汽车各类零件加工工艺及所用的刀具

孔类零件的加工

零件的孔加工多半采用多刃复合式(刀刃机夹、镶焊组合)结构，以铰、挤削代替磨削。在一次性走刀过程中完成孔的精加工，其转速达3000r/min,走刀速度达1.5～3m/min,精度达5～7级，粗糙度Ra＝0.7μm,枪钻转速达8000r/min,Ra＝2μm。德国Mapal公司生产的精密镗、铰刀，以其独特的结构、超精密的内孔精度、优异的表面粗糙度及高的经济效益被汽车工业广泛采用。Mapal刀具为单刃切削刀具，刀片采用精密研磨的可转位刀片。在刀体上镶有两块以上的支承导条，几乎在刀片进入工件切削的同时，支承导条也紧跟在对应的位置起支撑作用，并吸收切削时所引起的振动和阻力，保证内孔圆度和圆柱度在1～3μm以内，其孔径公差达H6。在汽车发动机气门导管孔加工中，其加工精度、表面质量都优于枪钻加工。汽缸孔镗削采用双工位、机床主轴内置式、轴向往复运动推拉杆机构。往复走刀分别用于粗镗和精镗，镗削速度达800m/min。

平面类零件的加工

平面类零件的铣削多半采用具有密齿、过定位、重复夹紧结构的径、轴向双向可调高速密齿面铣刀。铣刀直径250～400mm，轴向跳动≤±0.0025mm。零件装配平面的加工是以铣代磨，粗糙度Ra＝0.7μm，不平度＜0.02mm。 精铣刀盘的刀片可通过偏心螺钉进行调整，调整精度达0.002mm。在中等进给精铣加工时，采用普通刀片与修光刀片合理布置，零件表面粗糙度可明显改善；大进给精铣加工时，全部采用修光刀片，可获得理想的表面粗糙度。 铣削铝合金材料的工件时，采用各种规格的不等齿距的铣刀以及大的轴向与径向前角，刀具的前刀面经抛光处理，切削时切削力小，无振动，表面质量佳。 曲轴主轴承盖的加工，则采用倒置、排列式机夹复合成形拉削专用刀具，安装3种共713片可转位硬质合金涂层(TiCN)刀片，进给速度25m/min,班产1750件，拉削切削余量1.5～3mm。 在汽车的连杆加工中，其分离面涨断工艺、双侧面卧式双轴圆台平面磨削工艺都是目前国外连杆生产普遍采用的高质量、高效加工工艺。

轴类零件的加工

汽车曲轴主轴颈、连杆轴颈的加工是采用双工位车——拉削专用刀具。刀盘直径为700mm，刀盘圆周装有40片硬质合金涂层刀片，每10片为1组，切削速度为150m/min，快进速度为4.6m/min，径向切削余量为1.5～3mm。此外，一些零件的轴端头外圆柱面加工采用成形组合外圆铣、铰削专用工具，一次走刀完成外圆和端面粗加工，替代单刃车削加工工艺。

齿轮加工

圆柱齿轮加工

国外大多采用多头涂层高速滚刀(切削速度110m/min以上)及径向剃齿刀滚、剃成形，以剃代磨。

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