汽车刀具应满足加工效率的要求

国际金属加工网 2018年03月01日

汽车产业正持续高速发展,高质量、高效率、低本钱的生产成为市场竟争的基本要求。新产品、新技术、新工艺、新材料不断出现,与此相应的对切削技术和刀具也不断提出了新的要求。因此在面对高效加工的需要时,刀具材料发生了很大变化,新型硬质合金刀具和超硬刀具在当代汽车制造业中获得了广泛使用,尤其是在钻削铰削铣削车削等加工中。

如何安全的、高效的和低成本的进行生产,一直困扰着很多汽车零部件制造厂家,这都对刀具制造行业提出了新要求,刀具从低值易耗品转化成了高附价值、高科技含量的产品。

刀具材料、刀具涂层、刀具结构、刀具切削参数等取得的进展,推动刀具制造行业向着高效率、高精度、高可靠性和专用化的道路在不断的向前推进,新型刀具材料、耐磨涂层、刀具结构和数字化制造技术等方面的开发,都在实际生产中得到广泛应用。
现在实现高效率制造的核心技术是高速切削,高速切削有“三高”,即切削速度高、机床主轴转速高、进给速度高。如此一来,高速切削对刀具材料和结构要求也就很“高”。

在切削硬度较大的汽车零部件,制造商往往希望在质量保证的前提下,可以获得更高的切削效率。高性能刀具要能满足高速化、高精度和高效化的特点,这要求高性能刀具应具备:

1.高的硬度和耐磨性

高性能刀具材料的硬度必须高于普通加工刀具材料的硬度,一般在65HRC以上,刀具材料的硬度愈高,其耐磨性愈好;

2 .高的强度和韧性

刀具材料要有很高的强度和韧性,以便承受切削力、振动和冲击,防止刀具脆性断裂;

3 .良好的稳定性和热硬性

刀具材料要有很好的耐热性,要能承受高温,具备良好的抗氧化能力;

4.良好的高温力学性能

刀具材料要有良好的高温强度、高温硬度和高温韧性;

5.较小的化学亲和力

刀具材料与工件的化学亲和力要较小。高性能刀具材料主要有:金刚石、立方氮化硼、氧化铝基和氮化硅基复合陶瓷、表面涂层硬质合金、超细晶粒硬质合金等。

得益于机床和刀具技术,复合材料、钛合金和铬镍铁合金等材料已经从过去几乎无法加工,发展到如今很多制造商已经能够充满信心地高效加工的阶段。通过整合多种创新性镀层和槽型,并配以先进的加工技术和方法,一些特制刀具不仅能提供工艺安全性,而且能提高生产效率和产量。

山高刀具

山高刀具则是针对汽车零件毛坯的“近净尺寸”趋势,推出了刀片尺寸更小的Square 6-04魔方方肩铣刀。所谓山高魔方方肩铣刀,其实是是两年前推出的一款每个刀片具有6个刀刃的所谓集经济性和高效于一体的刀具。当年山高刀具推出这款刀具时,介绍自己开发这类刀具的目标就是追求更低的每个切削刃的成本。如今,山高刀具又推出刀片线性尺寸缩小约50%的新的魔方方肩铣刀:刀片内切圆尺寸由原来的12.49mm缩小到现在的6.7mm。这一变化不仅使较小切深(小刀片最大切深4mm)时刀片的经济性得到改善,也使较小直径的同系列可转位刀具成为可能。就山高刀具而言,该系列铣刀的直径是40-160mm,而因为小尺寸的SQUARE 6-04系列将铣刀直径向下延伸到了20mm。

瓦尔特

铝合金是汽车发动机缸盖、缸体的又一重要材料。随着汽车轻量化的趋势,铝合金的缸体会趋于增多。瓦尔特刀具针对铝合金铣削推出了新结构的金刚石刀刃铣刀F4050。

其实,在许多年以前,瓦尔特刀具就有针对铝合金加工的铣刀F2250。同F2250一样,F4050的刀体采用了高强度铝合金,带有PCD切削刃的刀座轴向跳动可调整,但新的F4050的刀座尺寸更小,因此其转动惯量更小,从而可以在保证安全的前提下使用更高的切削速度;同时由于刀座尺寸更小,也就可以在同一直径的刀体上安排更多的刀齿而形成密齿,在相同的每齿进给量下可以获得更高的进给速度。这两者的提高使客户更容易以极高的加工效率来加工铝合金,这对于汽车制造等企业的降低制造成本、提高经济效益极有帮助。

肯纳金属

针对于汽车铝材料的加工,肯纳金属公司最新推出的KBDM PCD端面铣削刀具,可加工出镜面一样的精度,并且单位切削刃可加工数万个零件。这种新型面铣刀采用密齿铝制刀体,楔块夹持以及可调式设计。同时提供多种多晶金刚石(PCD)刀片,从用于轻型精加工的单刃刀片到整面修光刃,标准型刀夹刀片,以及用于重型粗加工和方肩铣削的12.7mm的轴向加工刀具。

KBDM刀具是为大批量加工应用而设计的,库存标准型产品型号为63-200mm,同样也可提供直径达550mm的定制产品。因此加工大型零件,只需一次走刀即可完成操作。肯纳金属公司还提供整体刀杆、HSK刀柄、左旋刀具、特殊刃口处理,以及特殊刀尖等选配方案。


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