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蓝帜先进刀具助力效率提升

发动机作为汽车的核心零部件,不仅结构复杂,机加工难点也较多。如何在质量精益求精的基础上进一步提升加工效率,成为各大刀具供应商要攻克的目标。

近年来,中国汽车工业蓬勃发展,产量逐年稳中有升,特别是占比重较大的轿车市场呈现出持续稳定的发展态势,直接或间接地对各大整车厂及零部件企业提出了更高的要求,在质量精益求精的基础上进一步提升加工效率。同时,为实现汽车轻量化,从提供基础零部件的厂商到整车生产企业,都在积极探索新材料和新工艺。这些在给装备制造商带来更多机遇的同时也提出了新的挑战。

成立于1876年的蓝帜金属加工技术集团(LMT集团)由6家著名刀具生产企业强强联合而成,其研发和生产的刀具产品各有所长,能够为汽车制造业提供优质的产品以及最佳的解决方案。本文重点介绍了LMT集团下属Kieninger公司针对发动机制造领域的最新技术及应用。

高效的面铣系统

轿车发动机,特别是小排量的汽油机,从省油及高效的角度出发,其缸体、缸盖多采用铝合金,如AlSi9Cu3、GD-AlSi7等材质。而铣削占缸体、缸盖机加工量的40%左右,因此,提高铣削效率对于提升整个缸体、缸盖的机加工效率作用尤为显著。出于此种目的,Kieninger公司开发了新型高速面铣系统——Feed-Jet高速面铣系统,特点是:密齿性设计(刀盘直径125mm,标准配置18个齿);齿条型夹紧结构及钢制刀盘;U级精度调整;易维护式结构设计;可修磨换齿,反复使用(重复使用可达6次);铝合金粗铣、精铣皆适用;通过更换成CBN切削刃,可实现对铸铁的精加工。

Feed-Jet不但具备高速、高效的优势,同时由于可修磨及重复使用的特性,又给客户带来了极大的经济性,因此是一个高效经济的铣削系统,特别适合发动机缸体、缸盖的铝合金铣削。某国际知名发动机厂使用Feed Jet(φ100mm,切削齿数16个),采用如下切削参数:n=11000r/min,vc=3455m/min,fz=0.07mm/z,vf=11500mm/min,ap=0.5mm,在双主轴专机上加工缸盖(铝合金GD-AlSi 7),在刀片未进行修磨的状态下,刀具寿命可达15000件,较之前使用的刀具寿命翻了3倍,且工件表面粗糙度好(Rz 6.3um),加工节拍提高30%。

带自动补偿的缸孔精镗刀系统

缸体加工(特别是缸孔珩磨前的精镗加工)一直以来都是生产中的加工难点,如何保证缸孔圆柱度在0.01mm以内,如何达到特定的表面粗糙度要求,以及如何通过缩短停机对刀时间等提高加工节拍,都已成为用汽车制造企业对机床及刀具制造商的关键考核要素。

Kieninger公司开发了一种带有自动补偿结构的密齿性精镗刀,同时采用了CBN的切削刃结构。其特点是:密齿型,压力触发展开式精镗刀;根据缸孔直径大小,最多在360°方向可分布6个精镗刀刃;CBN切削刃材质;前端自动补偿结构,360°单向调整刀补结构,每格(4.8°)调整直径补偿0.002mm。

高精度的刀体设计及制造实现了缸孔极高的几何精度,同时CBN切削材质的引入给精镗刀带来了更高的刀具寿命,实现了很好的切削经济性。例如:国内某知名发动机厂在海科特卧式加工中心上使用该款自动补偿缸孔精镗刀(φ89.86mm,切削齿数3个)加工2.4L发动机的缸体(灰铸铁250),采用如下切削参数:n=2500r/min,vf=925mm/min,ap=0.15mm,切削效果:缸孔圆柱度小于0.005mm,缸孔直线度小于0.005mm,表面粗糙 度Ra 2.0~4.0mm,刀片寿命3200个孔。

同MAPOSS缸孔自动在线测量系统的匹配使用,令精镗刀实现了自动刀补功能,即当MAPOSS传感器检测到缸孔直径因为刀具磨损发生了缩小,自动反馈至CNC程序,主轴将刀具前端调整螺纹深入夹具卡夹出,通过调整螺母的旋转实现自动补偿。

结语

发动机作为汽车的核心零部件,不仅结构复杂,机加工难点也较多,主要集中在其中的5C零件上(即缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴和连杆)。如何克服这些加工难点,在保证质量的前提下,带来更高的生产效率,成了各大刀具供应商要攻克的目标。在现代轿车发动机针对5C零件的加工中,LMT集团除了提供以上两个极具特色的加工手段外,还联合旗下Fette、Belin、Onsurd及合作伙伴Boehlerit、Bilz为用户提供更为完善及有针对性的解决方案。


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