刀具發(fā)展帶來發(fā)動機汽缸體的新的巨大前景

對于更加高效和更加環(huán)保的車輛來說，發(fā)動機技術是最至關重要的部分。新的材料和設計、質(zhì)量水平以及制造工藝的發(fā)展對發(fā)動機的性能來說是關鍵因素，性價比競爭力在日益激烈的競爭中也是重要的。我們需要更高效地加工發(fā)動機汽缸體，對于直接減少每個零件的成本和加工時間來說，這是重要的一步。

　　鑄鐵銑削

　　在發(fā)動機制造中，正確的工件結構、良好的表面粗糙度以及在總的質(zhì)量保證中沒有劃傷的零件，這些是絕對重要的目標。對于需生產(chǎn)的高性價比零件來說，要面對這些越來越高的挑戰(zhàn)，就需要開發(fā)出粗加工和精加工的可靠的、高效的刀具和解決方案，特別是用于汽缸體和汽缸蓋上的端面。

　　在鑄件的第一階段加工中和有關的鑄件供貨商處，粗加工是切削成方塊的常見工藝部分。在那里，金屬去除率是最重要的。精加工則要求效率、可靠性和質(zhì)量，其中具有挑戰(zhàn)性的工序之一是燃燒面的面銑削，它常常是完成汽缸體幾何形狀的最后一道工序。

　　鑄鐵是最重要的材料，現(xiàn)在，盡管灰口鑄鐵占統(tǒng)治地位，它的用量是球墨鑄鐵和其它類型鑄鐵的幾倍，但是使用的鑄鐵還是多種多樣的。材料和生產(chǎn)技術的新發(fā)展擴展了蠕墨鑄鐵(cgi)、奧氏體可鍛鑄鐵(adi)和一系列的合金鑄鐵材料的應用，這擴展了可加工性的選擇范圍。鑄鐵襯里和鋁汽缸體的結合使用，導致了能對雙金屬加工的要求。

　　最近推出了一些鑄鐵銑削解決方案，這些解決方案提高了生產(chǎn)率和可靠性。

　　山特維克可樂滿蓋帽式汽車銑刀是在鑄鐵銑削中領先的刀具。最近，小切削量鑄鐵零件以及汽車制造中的切削，已經(jīng)越來越多地傾向使用加工中心生產(chǎn)，在生產(chǎn)線或單臺機床上，超過80%的刀具直徑在63～160 mm范圍內(nèi)。這反映了今日鑄鐵銑削越來越多地從生產(chǎn)線或重載加工中心上的重載大量生產(chǎn)粗加工和精加工向小的加工中心上小量、輕切削方向改變。 

　　在開發(fā)重載銑削應用所需的新型銑削刀具中，目標包括工作臺進給、切削力、工件破裂、毛刺形成、表面質(zhì)量和噪聲水平等。  

　　為了做到這些，在新型coromill? 365面銑刀上，將主偏角從45°增大到65°，這樣就帶來了一些優(yōu)點，例如更接近夾具和更軟切入的能力。但是，這樣會增大刀具退出切削時工件開裂的傾向。這是因為刀具離開時產(chǎn)生大的徑向力和片狀石墨效果的原因。事實上，按照工件開裂極限，必須經(jīng)常改變刀具標準的設置。為了應對大主偏角增大的開裂效應，coromill? 365刀片設計成刀具離開切削時更為有利減小開裂。 

　　此外，新型coromill? 365刀片槽形還變成了8切削刃刀片的一個精心集成部分，使切削力指向刀片座支撐，這樣有利于減少工件開裂。刀片槽形的一部分還是8個正前角排屑槽，這些排屑槽定位在兩個面上，使刀片以最佳方法支撐。  

　　鑄鐵切削時，會受到不大的，但是頻率很高的力的作用，力常常作用在長的刀具吃刀長度上，需要使力分布在盡可能大的區(qū)域上，因此刀具和刀片的支撐是至關重要的。coromill? 365刀片在刀片座內(nèi)，徑向和軸向都有很大的支撐，一直延長到刀片的切削刃。這使得刀片能應付重的負荷，防止變形，這樣在長的刀具壽命時期內(nèi)都保證了高的加工安全性。 

　　為了與機床主軸有很大的側面接觸， coromill? 365銑刀刀體有一個極大的刀具支撐面，這增加了穩(wěn)定性。刀具使用了螺釘夾緊刀片，使刀具的裝配很方便，在特密齒距時，用楔塊夾緊。鑄鐵切削時，使用冷卻液。新型面銑刀有供應冷卻液的通孔，每個刀片處都有冷卻液通道的開口，提供了最大的冷卻效應。

　　刀夾式刀具提供更高的能力

　　使用中等到大型面銑刀精加工發(fā)動機主要由加工周期時間的參數(shù)和質(zhì)量極限決定，質(zhì)量極限在不斷縮小。因此，關于高進給率和表面質(zhì)量方面的能力提高必須由刀具貢獻，這就要求選擇特密刀具齒距、提高刀片切削刃的軸向安裝高精度以及采用修光刀片。新的切削刀具解決方案的開發(fā)以及業(yè)已證明成功的銑削刀具概念，在提供高的加工安全性的同時，滿足了這些越來越高的能力要求。

　　現(xiàn)在，具有可互換的刀夾的coromill?面銑刀提供了鑄鐵和鋁發(fā)動機缸體、缸蓋和箱體的半精加工、精加工以及粗加工的解決方案。當?shù)毒啐X距、精度、裝配和可靠性是決定性問題時，基于例如coromill? 245和 century概念等成熟的刀夾式刀具就占有了它們應有的地位。

　　刀夾的結構和刀片定位、可調(diào)整性和鎖定形成了切削和裝配能力方面的決定性差別。在標準或定制刀具的刀體上使用標準化卡，提供了增加更多有效齒數(shù)的能力--這對達到更高的生產(chǎn)率和表面質(zhì)量要求是至關重要的。每個刀夾的軸向位置的控制決定了表面質(zhì)量能力和刀具的一致性，并保證了任何替換刀具的水平。因此，刀夾在刀體上小的位置誤傳極限和卡的穩(wěn)定性，結合良好的宏觀和微觀安裝精度構成刀具能力的基礎。通過設計達到良好的基本精度以及卡的齒形接口和具有非常小的刀具跳動量和修光刃刀片技術，這些因素導致了性能和質(zhì)量一致性的新的水平。

　　刀夾的可互換性為大直徑刀具增加了相當大的安全性、耐用性，降低了較多的刀具成本和庫存。coromill? century 型鋁刀體的可用性方便了刀具的更換和裝配。由于在加工工位的大直徑刀具的重量已經(jīng)變成一個問題，所以這點也很有意義。刀夾式刀具開發(fā)時，已經(jīng)注意了切屑降低表面質(zhì)量的危險。其結果是，從新設計的每個刀夾上單個出口通過的、強制流出的高速冷卻液，使得這個工藝安全性成為一個不重要的問題。新結構高效地將切屑從加工面沖走。

　　許多汽車銑削工藝是敏感的并受到許多因素影響的。因此，在對大直徑刀具投資時，需要有足夠的選項，這非常重要。大直徑刀具的投資代表高的刀具成本。通過在coromill?刀夾的結構內(nèi)采用標準的 coromill? 刀片座，就可以形成許多大直徑銑刀的刀片類型的選項，包括在幾個位置的修光刀片的使用。這意味可以采用任何已經(jīng)證明了的與特定的槽形結合的涂層硬質(zhì)合金牌號，到最新一代更專用的刀具材料。最新一代刀具材料有氮化硅、cbn(立方氮化硼)和pcd(聚晶金剛石)，所有這些都是在刀夾式刀具平臺上。采用這種方法，可以優(yōu)化生產(chǎn)中的應用，增加了刀具選擇的靈活性，有利于找出最佳加工解決方案。