用于汽车制造的新刀具

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欢迎访问e展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ... 在EMO 2011上，笔者参观了几家刀具公司的展台，看到了一些与汽车制造有关的刀具产品。 新的面铣刀 汽车发动机的缸体缸盖，是汽车制造的重头之一，主要的材料是铝件和铸铁件。与以往的EMO一样，我们在这次展会上，又看到了几款新的适合汽车制造的面铣刀。 在瓦尔特刀具的展台，笔者注意到其新推出的加工铸铁的F4050铣刀。瓦尔特介绍说，为了达到最大切削量，就需要稳定的机床、工件和装夹条件。只有在这种情况下刀具才会实现最高性能。因为有些形状复杂的工件不一定能牢牢夹紧，出于灵活性的原因很多操作工喜欢使用稳定性欠佳的移动式加工中心，此时，像 Xtra·tec®七角刀片铣刀 F4045 这样的刀具往往能派上用场。为了使铣刀也能适用于不稳定的加工条件，瓦尔特即刻起提供带有中等齿距的铸铁专用铣刀。在有限的稳定条件下，这种铣刀仍能达到最大切削量，因为它保留了基本型号的所有其他特点。 瓦尔特介绍说，七角可转位刀片为负型刀片，一共有 14 个刀刃。然而，由于切削刃为正前角，因此总槽型仍为轻切削型。使用夹紧楔的刀片锁紧系统将可转位刀片牢牢固定在其位置上。稳定型、通用性和易切削型三种槽型可以按照不用的切削任务而选用。利用一处精巧的设计，可以快速更换刀片：在锁紧螺栓旋转几圈后，夹紧楔自动转到一侧，这样就可以更容易地拆装可转位刀片。 而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 6TM -04魔方方肩铣刀。所谓魔方方肩铣刀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。 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。 齿轮加工 汽车齿轮也是汽车制造中的一个极其重要的零件。如何迅速高效而又经济地完成齿轮加工是汽车齿轮制造的重要课题。蓝帜金工在本届EMO上推出的“速切王”(Speedcore)滚刀也许可以说是滚刀领域的一个创新，被蓝帜金工称为下一代的齿轮滚刀。它甚至夺得了本届EMO的最佳创意奖。 这种全新的速切王滚刀所采用的材料虽然也是用粉末冶金工艺制成，但其化学组分却不同于传统的高速钢——传统高速钢中主要的合金元素W和几乎固定不变的的4%的Cr都不存在了甚至铁碳合金的基本元素C都不复存在(见表1)，是一种以铁、钴、钼为主要元素的新型粉末冶金合金材料 (Fe,Co) 7Mo6，其硬化方式也由高速钢通过金属合金来硬化转变为通过时效硬化来硬化。因此它比粉末冶金高速钢的硬度更高，切削速度可以提高约70%，而在重磨或再涂层时不需要改变现有程序。 据蓝帜金工提供的材料，在一项齿轮切削的对比中，速切王相较于原来的PM14的高速钢滚刀，切削速度提高了75%(由160m/min提高到280m/min)，加工工件数提高了88%(由原来的1496件提高到2814件)，效果非常满意。 山特维克可乐满则展出了用于齿轮铣削的新型全齿形滚刀CoroMill®176。据山特维克可乐满介绍，这款独创的新型全齿形滚刀为加工模数范围4-6的齿轮而设计，可用于粗加工、半精加工和精加工。CoroMill® 176滚刀采用了iLock刀片定位技术，确保了加工精度和稳定性，使用起来也非常简便。它可达到DIN3968标准的B级精度。而与传统的高速钢刀具相比，应用这种可转位全齿形滚刀加工可将切削时间减少50%，同时还可使刀具寿命翻倍。 山特维克可乐满可乐满表示他们可提供加工DIN3972-2齿形的标准硬质合金刀片，同时也可以按要求订制特殊齿型的刀片，比如齿顶修正和带有齿底沉割的齿廓，这样也能够满足某些汽车齿轮的独特要求。 螺孔加工刀具 螺孔是汽车发动机缸体加工的一个重要方面。虽然螺孔尺寸不大，精度也不是特别高，但缸体上螺孔的数量不少，也一直是刀具商着力解决的问题之一。 肯纳金属展出了其称为B25 YPC系列的全新YPC Beyond™ 带内冷钻头。肯纳金属介绍说，这种整体硬质合金钻头集成了多项肯纳金属的专门技术，如Y-TECH™ 排屑槽间隙技术、HP钻头槽型技术、KCK10™ Beyond材质技术以及最新的专利的后涂层处理技术，具有不相等的排屑槽角，由设计的不平衡力避免了刃带崩刃；它有3条刃带，可以将切削力导向第三条刃带，从而减少钻头摆动，以实现更好的孔的精度和形状位置偏差 ；它采用了新款高效率钻头设计，切入时切削力低，这样能够防止工件弯曲，因而有卓越的定心能力和允许采用极高的进给率。肯纳金属表示这种钻头专门用于实现同类最佳孔质量和最长的使用寿命，主要用于铸铁、球墨铸铁、CGI和ADI材料。另外肯纳金属的工程师提醒说，使用这种钻头需要标准内冷或MQL。 瓦尔特刀具则针对铝合金的缸体缸盖推出了一款全新的积压丝锥Protodyn® S HSC。瓦尔特刀具介绍说，螺纹挤压成型与切削加工工艺相比具有众多优势，如不产生切屑，因此不会有经常在深盲孔加工中出现的排屑问题 ；又如刀具寿命特别长，这常常是在批量生产中希望达到的状态。同时由于冷作硬化，可以产生高品质的螺纹。瓦尔特刀具这次推出的“Protodyn® HSC”是新一代整体硬质合金挤压丝锥。它具有极高的切削速度，更准确地说是挤压变形速度。较之整体硬质合金标准挤压丝锥，其性能的提高主要由于采用了带有TiCN涂层的新型硬质合金基体，其具有绝佳的耐磨性。同时这种丝锥优化了倒角槽型并采用摩擦更低的多边形槽型。据瓦尔特刀具介绍，这种Protodyn®(S) HSC型刀具的切削速度是高速钢挤压丝锥的两倍。瓦尔特刀具的技术工程师提醒说，如果加工可能达4xD的更深的螺纹，他们建议使用带轴向内冷功能和外部润滑槽的特殊规格，这样的产品牌号中带有标记“S”。 而蓝帜金工则推出了模块式的丝锥，并称其为XChange。蓝帜金工介绍说，XChange是由钢制刀柄和硬质合金锥头组成的完美结合，它是世界上首个模块化硬质合金丝锥，它的内冷却通道也为丝锥提供了完美的排屑和清理。蓝帜金工说，XChange模块式丝锥成本经济，具有更高的过程安全性，在提高生产率的同时节省了资源。 蓝帜金工介绍说，XChange适用于加工所有短切屑材料，特别是灰口铸铁、铜和铝硅合金，因此对于汽车缸体材料基本上都能应对，而XChange的系列应用提供了必要的存放和快速投产的基础。蓝帜的技术人员指出，在通常情况下切削速度和加工可靠性是相互矛盾的；但XChange改变了这一。XChange硬质合金丝锥头的切削速度一般是高速钢（HSS)丝锥的两倍，因此加工时间显著缩短；同时柔性的钢制刀柄确保所要求的韧性，能够吸收丝锥回转时产生的瞬间最大扭矩。根据蓝帜金工提供的一个案例，XChange较高速钢丝锥减少50%的加工时间、增加220%的刀具寿命，单工序的生产成本降低了53%。

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