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高效率刀具在汽车零部件加工中的应用 |
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作者：瓦尔特（无锡）有限公司 |
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汽车行业备受瓦尔特重视，不仅因为其涉及各种加工技术，更因为其能快速接受全新的服务理念。
内燃机和变速箱是汽车行业的关键件。然而，内燃机和变速箱组件涉及大量复杂的机械加工流程，其复杂性与精密程度要求采用广泛多样的加工工艺。如果说制造业以生产率最大化为目标，则每项工艺必须赋予最佳的刀具解决方案。
例如，发动机铸造领域的一些重要趋势正在影响着刀具开发。发动机专家正竭力提高效率，制造更高效、更微型的部件单元（图1）。相对应的，更高的性能也左右着机加工；更先进的材料变得更难加工。以铸造材料为例，轻型铝、镁的比重不断增加，以减轻重量，显然加工轻型金属要求采用与加工钢铁或铸铁迥然不同的工艺，同时，加工工艺也骤然增加了。这些趋势同时伴随着不断加剧的时间与成本压力。制造商和供应商将这些挑战转嫁给了机床与刀具制造商。这些解决方案必须同时具备其最佳的性能与流程可靠性、超出平均水平的刀具寿命，以及高度的柔韧性。
各项工艺解决方案的标杆
灵活性——这表示需要更多地使用现代加工中心（BAZ）。只有使用这类机床，才能在保证低成本的情况下，扩大加工范围。加工中心要求刀具能适用于不同材料、不同要求以及加工策略。切削时要动作柔和，以将切削力降到最低，却不应影响到加工数量。此外，由于更换切削刃和刀具都要耗费时间，所以需要保证较长的刀具使用寿命。任何负责生产的人都想尽可能地减少刀具的更换。瓦尔特最近公布的用于汽车工业的新产品均能满足以上要求并具领先性。
F4045 Xtra·tec适用于铸铁零件加工。可转位刀片有14个切削刃，可最大化成本效率
瓦尔特(Walter)提出了全新的铣削概念，极大地提高了发动机组和变速箱体上大面积端面铣的加工速度。有7个切削刃的可转位刀片为负型刀片，可180°旋转，实际达到14个有效切削刃。这种有多个切削刃的可转位刀片配备在F4045 Xtra·tec七面铣刀上（图），适用于铸铁加工，并确保最大的工艺生产可靠性。与Xtra·tec系列的所有铣刀一样，F4045同样采用了Tiger·tec Silver高性能刀具材料。所有这些特点使F4045成为此类端面铣削的新标杆。
基于MODCO技术制造的新型PCD面铣刀F4050适用于高速铣削
至于铝合金或镁合金工件的加工，瓦尔特(Walter)开发出F4050 PCD高速铣刀，隶属品牌MODCO（图2）。进行细微调整只需数秒就可以切削汽缸盖或者变速箱体表面。该刀具设计保证了将噪声降到最低。刀具铝基体适用加工中心的高速加工，高强度钢制成的刀座可保证其适用于一些特殊加工。
发动机制造中的另一重要环节就是缸孔的加工。瓦尔特（Walter）MODCO技术品牌也发挥了重要作用，开发出了复杂运动刀具（图3）。一次完成半精加工和精加工。其精确度和加工可靠性极高。由于该刀具至少减少了一个换刀次数，所以二次加工的次数也降低到最小。
源自MODCO技术的高度复杂的运动刀具用于汽缸钻孔及其他类似高精密钻孔作业
瓦尔特-蒂泰克斯（Walter Titex） Alpha 4 XD系列中的整体硬质合金钻头一直是深孔钻的基准。如今瓦尔特公司将此技术提高到可进行深度达70×D的孔钻，成为世界市场的领先者。相较于高速钢HSS 钻头，XD钻头周期更短。在目前的技术状态下，不可能有更快的深孔钻速度了。此技术将用于汽车工业直油深孔等，商用车辆和船用发动机需要进行更深地钻孔。
汽车工业中大概有60%的刀具属于特殊刀具，其中占据最大加工比例的单个组件是曲柄轴。此组件的特殊设计要求使用特殊刀具：外部及内部铣刀以及用于网状加工和轴承加工的车拉加工。所需材料为高抗拉钢或球墨铸铁。用于曲柄轴的外部铣刀有至少400个刀片。
螺纹加工也扮演着重要角色。而保证工艺可靠性是重中之重，因为如果出现刀具破损或螺纹不合格的情况，整个部件都无法使用。瓦尔特-普瑞特(Walter Prototyp)系列的螺纹刀在工艺可靠性和使用寿命方面都无可匹敌。Protodyn S Eco Plus挤压丝锥系列有径向内冷却系统。由于芯孔钻对螺纹质量有决定性影响，所以瓦尔特推荐使用瓦尔特-蒂泰克斯（Walter Titex）品牌的X-treme高端系列钻头。这些整体硬质合金钻头均带有内冷功能，其对螺纹中心孔的钻孔经常扮演重要角色。瓦尔特拥有世界上最全的产品系列。
瓦尔特-普瑞特（Walter Prototyp）Prototex HSC和Paradur HSC整体硬质合金挤压丝锥可以说是螺纹产品中的精品，其中后者特别是在盲孔螺纹加工中。这些工具适用于加工拉强1200N/mm2的钢材料。整体硬质合金挤压丝锥的使用目前在刀具市场上是独一无二的，尤其是盲孔螺纹。长期以来，市场上没有出现可以满足更高韧性要求的硬性金属材料了。目前该产品主要用于连杆和曲柄轴加工。假设加工条件稳定，那么整体硬质合金挤压丝锥就超过了高速钢产品。
聚焦全工艺支持
在众多领域，尤其是汽车行业，越来越多的制造商和供应商正在寻求完整的机加工理念。如同Ulrich Kasperzack在展望未来时讲到的：“未来会出现一种新模式，即每件成本（CPP），用户不再为刀具付费，而是为工件生产付费。”这使刀具制造商和使用者之间的合作伙伴关系更紧密。服务成为整个价值链中愈加重要的因素。
这激发了瓦尔特集团在服务方面继续深化。该集团首席执行官Andreas Evertz解释说，“我们认为，除了完整的机加工解决方案和在专业领域最具深度的专业知识，高端服务将成为我们在全球市场独占鳌头的第三支柱。”
高端服务将遵循崭新的整合方式来支持制造公司，主要有四大服务模块：制造规划、生产与物流、维护与培训/专业技术培养。客户可以根据需求订购一揽子方案或单独模块。鉴于种类纷繁的技术与工艺，多数制造公司都没有能力为每个独立流程提供专业指导。然而，只有以恰到好处的方式使用这些高精刀具，它们才能发挥应有的作用。
但是，这不仅涉及切削数据，更关键的是将切削数据与现有生产设施或新型机床和外围设备的现代化进行整合。(end)
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(10/12/2011) |
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