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在汽車零部件的制造成本中，刀具費(fèi)用所占的比例雖然只有百分之幾，但汽車制造商們?nèi)匀惶岢隽私档偷毒叱杀镜囊蟆?font class="jammer">* C) D) T: @2 j2 D) F" Z4 V
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圖1 深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭) W" @( a: Z% Q
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就刀具本身而言，通過提高自身的加工效率、延長使用壽命可以降低其在生產(chǎn)成本中所占的比例。為縮減過去占制造成本15%～20%的切削液成本，干式、半干式切削得到逐步推廣，開始替代傳統(tǒng)的濕式切削。與此同時(shí)，刀具制造廠商開始將適應(yīng)干式、半干式切削的刀具商品化，以進(jìn)一步降低零部件的制造成本。0 ~6 X+ B( Y P- E: r
在切削刀具中，孔加工用的鉆頭尤其不易實(shí)現(xiàn)干式、半干式切削。進(jìn)行干式加工時(shí)，由于不能通過使用冷卻劑達(dá)到冷卻與潤滑的效果，致使切削部位的溫度會迅速上升，使刀刃急劇磨損，刀具壽命急速縮短。特別是在切削熱易蓄積的孔加工中，熔結(jié)在刀具上的被加工材料脫落后會造成刀刃的顯著損傷，再加上缺乏冷卻液的排屑功效，切屑堵塞很容易造成鉆頭折斷，使加工不穩(wěn)定。令人遺憾的是，至今為止，孔的干式加工的實(shí)用化仍未能實(shí)現(xiàn)。
7 t9 z5 l8 I0 d& p% N 目前，除了鋁合金、耐熱合金材料的加工之外，采用最少量冷卻劑的半干式加工正在得到推廣和普及，在深孔加工中也已開始得到采用，如至今仍很難加工的L/D=10以上的深孔已經(jīng)能夠用非步進(jìn)法進(jìn)行加工了。4 b: l% h3 N8 P6 [) E
以往的深孔加工主要使用高速鋼鉆頭、槍鉆。為了避免孔彎曲而采用小進(jìn)給方式加工，為防止切屑堵塞而采用步進(jìn)方式加工，致使生產(chǎn)效率一直很低�，F(xiàn)在，這個(gè)問題已經(jīng)得到了解決，三菱公司開發(fā)出的可實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量加工的硬質(zhì)合金整體鉆頭（如圖1所示），目前在汽車制造業(yè)已經(jīng)得到應(yīng)用。+ [; a+ E4 f: f3 r+ ~
3 g7 y) e$ s, T9 R! |圖2 切削性能比較. E2 M8 b3 }) Q* ^
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這種硬質(zhì)合金整體鉆頭的特點(diǎn)是螺旋排屑槽形狀由窄變寬，加工L/D＞20的深孔時(shí)不需步進(jìn)進(jìn)給，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，一次完成加工。
% x" x, G& t% b$ |( u& x# e 當(dāng)加工球墨鑄鐵時(shí)，如圖2所示，使用普通鉆頭切削，當(dāng)L/D=5.3時(shí)就會因切屑堵塞鉆頭發(fā)生折斷現(xiàn)象而無法繼續(xù)加工下去。而采用最新的深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭，L/D=25的深孔也可用非步進(jìn)進(jìn)給方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工，且未見切削動力消耗的上升。
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圖3 與以往加工方法的比較（加工時(shí)間）* i) c* n1 q2 }- P- f7 S
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圖2所示的是最新深孔加工用硬質(zhì)合金整體鉆頭與以往的深孔加工用鉆頭切削時(shí)間的對比情況。采用直徑為?6mm的內(nèi)冷型鉆頭，加工Ld=150mm的深孔，分別采用各自推薦的常規(guī)切削條件進(jìn)行加工。結(jié)果顯示，整體硬質(zhì)合金鉆頭的加工時(shí)間大約是以往加工方式的1/5（與槍鉆相比）～1/10（與高速鋼鉆頭相比），大幅提高了生產(chǎn)效率。
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圖4 加工實(shí)例（曲軸加工）7 Q! `7 w) _& @* g0 a; P
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圖4所示的汽車零部件的曲軸上有一斜且深的潤滑用油孔，以往采用高速鋼鉆頭或槍鉆加工。為了提高加工效率，建立經(jīng)濟(jì)、靈活的柔性生產(chǎn)，可采用加工中心組成生產(chǎn)線，并使用硬質(zhì)合金整體鉆頭。在考慮到保護(hù)環(huán)境問題的同時(shí)，此零件的加工采用半干式加工替代了濕式加工。半干式加工時(shí)工具的壽命可達(dá)72m/reg，相對于傳統(tǒng)工具而言提高了1.8倍。即使是與濕式加工相比較，也可以得到同等以上的壽命。1 q# b: y, M& r# `- M1 n; A, {# T' M$ v
同時(shí)，在如下條件的連桿加工中：* m/ j- ~0 N, v% O$ A3 ~
被加工材料：碳素鋼S55C
2 w. j w) l# T0 v C 鉆頭直徑：?6mm，內(nèi)冷型. ^' T: `+ q, f6 w- b& A* i
切削參數(shù)：Vc=80m/min，fr=0.2mm/r
% d7 N- ]4 x3 d 孔深：126mm, J& Z* x0 y+ R) u2 N
此鉆頭的使用與以往的工具相比較，使用壽命增加了1.5倍。" \, I7 j0 o4 l9 d' w! g' B" i
預(yù)計(jì)深孔加工用鉆頭的需求將進(jìn)一步增加，因?yàn)樯羁准庸び勉@頭的誕生是與由專機(jī)生產(chǎn)線向以加工中心構(gòu)成的FTL（柔性傳動生產(chǎn)線）轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢相吻合的。6 E e0 N9 V; l2 [2 G6 k
現(xiàn)在，鋁加工的半干式切削在部分用戶中已經(jīng)得到使用。但為得到更長的使用壽命，尚在進(jìn)一步改進(jìn)其結(jié)構(gòu)形狀的進(jìn)程中，并在考慮采用DLC（類金剛石）物理涂層等措施。
: w" @- D9 c; T/ K; p2 \: D 為進(jìn)一步減輕汽車的重量，鋁材的用量還將不斷增加。在不遠(yuǎn)的將來，人們就能看到適用于鋁材加工的各種鉆頭了。 |
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樓主: jiantianQQ520
發(fā)表于 2009-10-19 20:55:43
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