切削刀具在制造業(yè)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間: 2010-06-03 點(diǎn)擊次數(shù): 2415次
當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)是競爭加劇,如何能不斷提高生產(chǎn)效率、降低制造成本,以具有競爭力的價(jià)格向客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品,及時(shí)滿足用戶日益增長的需求,成為汽車制造業(yè)各企業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。汽車生產(chǎn)的柔性化要求提高,要求能夠根據(jù)市場的需求及時(shí)推出新的產(chǎn)品或轉(zhuǎn)換新的型號(hào)生產(chǎn),當(dāng)市場對(duì)某種產(chǎn)品有需求時(shí)必須抓住機(jī)遇生產(chǎn)出足夠滿足市場需要的產(chǎn)品。汽車制造中有大量零部件需要進(jìn)行切削加工,具有技術(shù)密集程度高、生產(chǎn)批量大、制造節(jié)拍快的特征,汽車制造業(yè)中使用的刀具不僅要求其切削性能好、工作壽命長,還要求其具有高度的穩(wěn)定性,同時(shí)還要具有很高的性能價(jià)格比,金屬切削和刀具技術(shù)作為機(jī)械加工工藝環(huán)節(jié)中zui活躍的因素,成為提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量、降低制造成本的關(guān)鍵技術(shù)之一。
B三維網(wǎng)技術(shù)論壇
高速和大切削量快進(jìn)給加工 三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa( I: h1 Z( R- B- T
三維網(wǎng)技術(shù)論壇! A: v8 _# R0 e
汽 車及其零部件制造特別是新工廠、新項(xiàng)目的制造過程越來越多地向著高速加工的方向發(fā)展,越來越多地采用數(shù)控高速加工中心,很多加工中心機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已可達(dá)數(shù)萬轉(zhuǎn)。同時(shí)快速進(jìn)給也得到很大發(fā)展,配合高速加工,采用密齒銑刀,提高進(jìn)給速度,如在鋁合金變速箱零件的加工中,有的面的銑削進(jìn)給速度達(dá)15m/min以上,甚至可達(dá)18m/min以上。
cad,機(jī)械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江$ b/ C8 }% w% R- T
為了提高生產(chǎn)效率,在汽車零部件的加工中,減少或合并加工工序的趨勢也很明顯,例如取消半精加工,粗加工后直接進(jìn)行精加工,粗鏜后直接精鏜,鉆孔后精鉸一次到位,面粗銑后一次精銑達(dá)到要求,在粗加工中盡可能多地切除加工余量,隨后的一次精加工直接保證加工尺寸和形狀、位置精度以及表面加工質(zhì)量,這就對(duì)機(jī)床和刀具都提出了很高的要求。
t三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)
技術(shù)論壇三維網(wǎng)技術(shù)論壇 A- |5 t; E& w
新型硬質(zhì)合金刀具和超硬刀具廣泛使用 三維網(wǎng)技術(shù)論壇! S* O2 d4 K O0 ?! F% M
* N* |/ s- f9 ~* O5 ~
技術(shù)論壇面對(duì)加工的需要,刀具材料發(fā)生了很大變化,新型硬質(zhì)合金刀具和超硬刀具在當(dāng)代汽車制造業(yè)中獲得了廣泛使用,尤其是在鉆削、鉸削、銑削、車削等加工中。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇- x$ X& \& m0 N8 M2 m9 j& P
三維網(wǎng)技術(shù)論壇7 t0 a7 V3 A! q2 X1 y( K9 z, I
9 I; b0 B {4 l7 `+ F3 h) j新型硬質(zhì)合金刀具近年來發(fā)展很快,其具有高的硬度和良好的綜合切削性能,同時(shí)又具有合適的性能價(jià)格比,已在汽車制造業(yè)得到了應(yīng)用并取得了良好的效果。目前硬質(zhì)合金刀具正在發(fā)展新的配方,采用新的成形和燒結(jié)技術(shù),向著采用納米技術(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。 : @9 q( x, [2 N% x' L" ]8 S
,機(jī)械,技術(shù)機(jī)械,技術(shù),汽車,時(shí)空,鎮(zhèn)江同時(shí)超硬刀具在汽車制造業(yè)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用,其中主要是CBN(立方氮化硼),PCD(聚晶金剛石)刀具和陶瓷刀具的應(yīng)用。如氣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,切削速度可達(dá)800m/min,刀具壽命也大為延長。
三維網(wǎng)技術(shù)論壇
v! A3 `, Z
PCD刀具由于其*的硬度,在加工鋁制工件及其他有色金屬及其合金時(shí)使用壽命*,近年來隨著汽車制造業(yè)大量應(yīng)用輕型材料(如鋁合金、復(fù)合材料等),PCD刀具的應(yīng)用也大量增加。現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱的殼體、閥體、槽體、側(cè)蓋等零件很多都采用鋁合金材料,這些零件的加工中就大量采用了PCD刀具,取得很好的效果,一般每把刀的壽命都在幾千件工件左右,長的可達(dá)1.5萬至2萬件,如在變速箱殼體的某些工序加工中,將原來采用的硬質(zhì)合金鏜刀改為PCD刀具,刀具壽命甚至可從原來的3000件提高到數(shù)萬件,其經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。
三維網(wǎng)技術(shù)論壇三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa: R5 ~8 e, L' L
_三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車時(shí)空,鎮(zhèn)江另外,陶瓷刀具也是一種有發(fā)展前途的、目前正在汽車制造業(yè)不斷獲得應(yīng)用的刀具,由于其有很高的硬度同時(shí)又具有競爭力的價(jià)格,在某些加工中,陶瓷刀具可用來代替CBN刀具,如在一種直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵缸體的缸蓋面的銑削加工中,將一種新型陶瓷刀具代替原來使用的CBN刀具就獲得了成功,刀具成本可降低35%以上。在鑄鐵缸體缸孔的粗鏜和半精鏜中,很多情況下都采用了陶瓷刀具,陶瓷刀具的主要缺點(diǎn)是其較脆,因此在連續(xù)切削的情況下優(yōu)點(diǎn)較明顯,另外也需避免刀具受到突然和局部的溫度變化而引起裂紋,因此一般都是進(jìn)行干切削。 1 t3 Y9 v( S8 N
三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa+ S- Y1 W+ ]/ O
H三維網(wǎng)技術(shù)論壇刀具涂層的開發(fā)和涂層刀具的應(yīng)用 - U4 A/ e: h s6 N1 Z
三維網(wǎng)技術(shù)論壇# ?' n- p9 b) f" h+ \5 c
由于汽車制造業(yè)中加工的苛刻工況,僅依賴于刀具材料的改進(jìn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求的,表面工程技術(shù)、摩擦學(xué)技術(shù)及其涂層的應(yīng)用和發(fā)展,為提高刀具的切削性能和工作壽命作出了很大貢獻(xiàn)。
三維網(wǎng)技術(shù)論壇三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江7 z! |! [) d; r! R% C$ L- i
目前在汽車制造業(yè)所用刀具上采用較多的涂層有TiN、TiC、TiCN、TiAlN以及新出現(xiàn)的AlCrN涂層等等,在鉆頭、鉸刀、齒輪滾刀、絲錐上都獲得很好的應(yīng)用效果,汽車行業(yè)所用的硬質(zhì)合金刀具刀片大部分都進(jìn)行了涂層,刀具壽命明顯提高,應(yīng)用涂層的刀具的基體材料范圍也很廣,包括高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷等等,例如在使用陶瓷刀具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體缸蓋結(jié)合面進(jìn)行銑削的加工中,進(jìn)行了涂層的刀具比未經(jīng)涂層的刀具,壽命可提高20%以上。而且隨著對(duì)刀具重磨要求的提高,越來越多的重磨后的刀具需要進(jìn)行重新涂層,使涂層的應(yīng)用有了更廣闊的前景,同時(shí)如何使修磨后重新涂層的刀具達(dá)到原有新刀具的性能水平,還需要涂層廠家和涂層刀具用戶共同付出更大的努力。
r- @! Z D
目前汽車制造業(yè)越來越多的采用鋁合金材料,鋁件加工越來越多,但某些在鑄鐵和鋼件加工中應(yīng)用效果較好的涂層,在鋁件加工中不一定能取得好的效果,因此現(xiàn)在有的涂層企業(yè)開發(fā)出了某些更適合于鋁件加工的刀具用涂層,如zui近就有氮鋁化鈦加碳化鎢的復(fù)合涂層,在鋁件上加工有較好的效果。覆有類金剛石涂層的刀具對(duì)于加工鋁件也有較好的效果,應(yīng)用在硬質(zhì)合金刀具上形成和覆蓋類金剛石涂層的方法,可使得具有復(fù)雜形狀、或開有斷屑槽的刀具也能具有某些金剛石刀具的加工性能。 三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 c' T- s( l+ a/ K2 w( @
三維網(wǎng)技術(shù)論壇% O# a0 x8 ?9 [3 ^4 g; b( G E7 h
目前刀具涂層的開發(fā)研究和在汽車制造業(yè)的應(yīng)用研究都有加速的趨勢,正向著納米級(jí)和多層化的方向發(fā)展,由于單一涂層材料難以滿足提高刀具綜合性能的要求,因此涂層成份將趨于多元化、復(fù)合化;在復(fù)合涂層中,各單一成分涂層的厚度將越來越薄,層數(shù)也越來越多,有的已達(dá)400多層;涂層的研究和開發(fā)過程中將更注重切削摩擦學(xué)的應(yīng)用,切削摩擦學(xué)的理論和試驗(yàn)及涂層評(píng)定方法將有利于新涂層的開發(fā)和應(yīng)用推廣,新涂層工藝將為滿足不同的切削加工要求,提供更具針對(duì)性的適用涂層.
2 R4 X2 @6 z# i% ], e5 Z三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa; n; [+ X7 n7 Y. h* C
復(fù)合刀具的發(fā)展及其標(biāo)準(zhǔn)化 * t! ?0 t5 c. g$ }, m- I
三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車,,時(shí)空,鎮(zhèn)江在汽車制造業(yè)中為達(dá)到加工的目的,大量使用了組合式刀具和復(fù)合刀具,以簡化工序、減少刀具數(shù)量、減少換刀時(shí)間和降低加工節(jié)拍時(shí)間,現(xiàn)在,還出現(xiàn)了鉆孔和螺紋加工在一起的組合式刀具,這種復(fù)合刀具的前部用于鉆孔,緊接著是刀具的螺紋加工部分,在螺紋底孔被鉆出來后,該刀具即進(jìn)行螺紋的銑削加工,僅用一把刀具即完成該孔的全部加工,已在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上某些孔的加工中獲得應(yīng)用,以減少換刀的輔助時(shí)間,滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。
三維網(wǎng)技術(shù)論壇三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江! j& ?: z5 w3 \( Y% |+ u" M
三維|cad|機(jī)械|汽車|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa- i$ i# n( Y+ \' {- X
由于組合式刀具的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率,但也增加了非標(biāo)刀具的種類和數(shù)量,增加了對(duì)刀具管理的要求,特別是在刀具非正常消耗發(fā)生時(shí),增加了快速獲得替代刀具的困難和影響生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。因此怎樣做到既能保證為獲得高的生產(chǎn)率而大量采用復(fù)合刀具,又能盡可能地使刀具實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,就成為刀具制造業(yè)和汽車制造業(yè)需要共同關(guān)注和研究解決的問題,需要制定一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)定向于平臺(tái)的刀具,建立一些標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合刀具結(jié)構(gòu),根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)合理的組合或者變換切削及功能模塊,并在這種復(fù)合刀具中盡可能地采用標(biāo)準(zhǔn)刀片,以快速價(jià)廉地制造各種刀具,這樣將會(huì)大大降低刀具制造、采購和庫存成本,縮短刀具供貨時(shí)間,并顯著提高出現(xiàn)刀具非正常消耗時(shí)的應(yīng)急能力和快速響應(yīng)能力