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汽車零部件加工中刀具的運(yùn)用實踐研究

　摘要：當(dāng)前

，汽車零部件加工標(biāo)準(zhǔn)顯著提升

，其精密制造不僅要保證加工質(zhì)量

，還要減小體積

。汽車零部件加工技術(shù)含量高

、工藝復(fù)雜，為了達(dá)到整車輕量化發(fā)展的需求

，人們需要提高刀具的加工速度

、精度與效率。本文簡要分析了汽車零部件加工中數(shù)控刀具和特制刀具的選擇及運(yùn)用方式

，以期為汽車零部件加工提供思路

。

　　汽車零部件加工屬于精密制造技術(shù)，工藝流程比較復(fù)雜

，零部件加工質(zhì)量和體積要求較高

。當(dāng)前，人們要提高刀具加工速度

、精度與效率

，滿足整車輕量化發(fā)展的需求。因此

，本文重點研究了汽車零部件加工中刀具的運(yùn)用實踐

。

　　1 、汽車零部件加工中數(shù)控刀具的運(yùn)用實踐

　　數(shù)控刀具種類繁多

，不同汽車零部件加工對于數(shù)控刀具有不同的需求

，因此在選擇數(shù)控刀具時，一方面要保證其符合實際加工情況

，另一方面要注重數(shù)控刀具運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性

。在汽車零部件機(jī)械化加工過程中，要合理確定熱熔鉆切削參數(shù)

，以提高零部件加工的質(zhì)量與效率

。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，可以將CAD設(shè)計數(shù)據(jù)直接用于數(shù)控加工中

。值得一提的是

，DNC 型計算機(jī)和數(shù)控機(jī)床之間的連接使整個設(shè)計、過程計劃和編程過程都在計算機(jī)上完成

，并且通常不需要輸出特殊的過程文檔

。數(shù)控

　　刀具實物圖如圖1所示。

圖1 數(shù)控刀具

　　部分汽車零部件外部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

，工作面較多且呈現(xiàn)出不同的角度

，因此要根據(jù)零部件表面的尺寸

、外部輪廓、凹凸程度等選擇最合適的加工刀具

。比如

，立銑刀通常用于加工平面零件的外圍輪廓；球頭銑刀

、環(huán)形銑刀

、圓錐銑刀和盤式銑刀通常用于加工某些實體輪廓和可變斜角輪廓。切割線間距一般采用頂部閉合距離

，因此球頭經(jīng)常用于表面處理

。通常情況下，平斷面銑刀具有加工效率高

、熱熔鉆質(zhì)量佳的優(yōu)勢

，因此如果沒有切割等特殊性的加工需求，一般選擇平斷面銑刀進(jìn)行汽車零部件的粗加工

。在選擇數(shù)控刀具時

，要嚴(yán)格考察刀具生產(chǎn)廠家的資質(zhì)，主要包括產(chǎn)品合格率

、售出產(chǎn)品的退貨率

、刀具加工精度等，雖然性能較好且熱熔鉆使用壽命長的數(shù)控刀具價格較高

，但它能夠顯著提高零部件加工質(zhì)量及效率

，從長期發(fā)展角度來看，長期所獲收益遠(yuǎn)大于短期的數(shù)控刀具購進(jìn)成本

，因此要根據(jù)實際情況

，盡量選擇商譽(yù)度高、價格適中的刀具生產(chǎn)廠家

。

　　在汽車零部件機(jī)械化生產(chǎn)中

，刀庫具有自動化、智能化的特點

，能夠根據(jù)工序自動更換刀具

，檢查刀具性能是否完好等。因此

，編程人員需要深入了解實際加工工作

，掌握每條生產(chǎn)線所生產(chǎn)零部件的特點，確定刀具參數(shù)

，并根據(jù)生產(chǎn)線中不同的工序

，確定刀具的功能，繼而選擇相應(yīng)的刀具

。當(dāng)前

，我國汽車零部件加工機(jī)床道具系統(tǒng)較為龐雜

，每種刀具用途不同，編程人員還需要掌握刀具相關(guān)知識

，以滿足實際加工需求

。

　　部分汽車零部件加工企業(yè)機(jī)械化程度不足

，雖然引進(jìn)了數(shù)控機(jī)床

，但還沒有實現(xiàn)智能化加工，當(dāng)切換生產(chǎn)線或更換工序時

，其需要人工進(jìn)行換刀

、調(diào)試等操作，不僅浪費(fèi)時間

，還會增加人力成本

。對于此類加工方式，要合理布置切削刀具的順序

。首先

，要盡量減少刀具使用數(shù)量，降低更換次數(shù)

；其次

，夾緊工具后，應(yīng)完成所有可以執(zhí)行的加工步驟

，盡量提高刀具的利用率

；再次，即使是相同尺寸和規(guī)格的工具

，也應(yīng)分別使用粗加工和精加工工具

；最后，當(dāng)前汽車零部件講求“以車代磨”

，即省略粗加工環(huán)節(jié)

，直接使用車床上的刀具對零部件進(jìn)行精加工或半精加工，降低生產(chǎn)成本

。為此

，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上對比粗加工、半精加工

、精加工的成本

，繼而選擇合適的加工模式。

　　刀具使用后

，要將其合理保存在熱熔鉆刀庫中

，如果刀庫安裝智能檢測等裝置，則只需要檢查裝置上顯示的代碼

，以確定刀具數(shù)量及質(zhì)量

。如果刀庫以人工管理為主

。管理人員需要詳細(xì)檢查刀具是否有損壞、刀具性能是否完好等

，當(dāng)?shù)毒卟缓细駮r

，要及時更換，避免加工中刀具斷裂而影響加工進(jìn)度

。

、汽車零部件加工中特制道具的運(yùn)用實踐

　　在整車行業(yè)低迷的背景下，汽車零部件行業(yè)的發(fā)展面臨著諸多困境

。首先

，國家加大對汽車零部件生產(chǎn)環(huán)保、安全的管控

，因此加工企業(yè)需要更新加工技術(shù)與設(shè)備

，經(jīng)營成本增加。其次

，汽車零部件加工行業(yè)競爭激烈

，產(chǎn)品同質(zhì)化問題嚴(yán)重，要想獲得競爭力

，汽車零部件加工企業(yè)需要不斷創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)

，切實提高產(chǎn)量、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量

?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；诖耍嚵悴考庸て髽I(yè)要采取有效的生產(chǎn)成本控制策略

。支承軸承是一種重要的汽車零部件

，支承軸承孔的加工精度影響零部件的使用壽命，加工中所使用的刀具屬于特制刀具

。

　　下面分析支承軸承孔加工刀具的應(yīng)用

。

　　2.1 機(jī)床中的特定應(yīng)用

　　支承軸承孔加工包括粗加工及精加工兩道工序。在粗加工工序中

，要使用硬度大

、使用壽命長的刀具，以適應(yīng)快速粗加工速度和大量切削刀具的要求

。精密加工應(yīng)選擇精度更高

、強(qiáng)度高的刀具，以提高加工精度

。在加工支承軸承孔時

，要根據(jù)加工面的特點確定刀具參數(shù)，以免刀背與工件之間產(chǎn)生相互干擾。具體工具參數(shù)如表1所示

。

表1 刀具參數(shù)

　　在進(jìn)行特定處理之前

，應(yīng)先設(shè)置工具。設(shè)置刀具時

，要進(jìn)行定位操作

，保證支承軸承孔加工位置的準(zhǔn)確性。在設(shè)定換刀點時

，有必要結(jié)合實際的加工需求

，以避免換刀點位置過遠(yuǎn)或過近，影響加工效率及質(zhì)量

。

　　2.2 優(yōu)化用于加工支承軸承孔的刀具

　　在傳統(tǒng)的支承軸承孔機(jī)械加工方式中

，將粗加工與精加工分為兩道工序

，分別選擇加工刀具

。一方面，此種方式需要使用數(shù)量較多的刀具

，會提高生產(chǎn)成本

；另一方面，兩道工序需要更替

，需要進(jìn)行換刀

，會延長加工時間。因此

，要優(yōu)化用于加工支承軸承孔的刀具

，當(dāng)前有兩種優(yōu)化方案。一是優(yōu)化刀具的相關(guān)參數(shù)

，如刀具的規(guī)格

、刀具強(qiáng)度、刀具韌性等

，以增強(qiáng)刀具的耐用性

，繼而滿足不同工序的加工需求。二是使用組合刀具

，即將粗加工與精加工兩道工序合并

，選擇既能夠滿足粗加工需求，又能提高加工精度的組合刀具

。例如

，可以組合使用粗加工工具和銑削端面工具（見圖 2），以確保刀片的穩(wěn)定放置

；精加工工具可以與下角刀組合使用

，該工具由數(shù)個單頭鏜刀組成，如圖3所示

。

圖2 粗加工刀具與銑端面刀具的合并

圖3 精加工刀具與下角刀合并

　　2.3 使用新的支承軸承孔加工刀具

　　陶瓷刀具是一種耐磨性好

、硬度高的新型刀具

，可以加工不同的汽車零部件。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)

，陶瓷刀具切削速度

、耐用性等性能遠(yuǎn)高于普通的金屬刀具，并能夠解決普通刀具加工中消耗大

、效率低等問題

，在汽車零部件加工中具有廣泛的應(yīng)用前景，并且能夠顯著提高汽車零部件加工的效率與質(zhì)量

。支承軸承孔加工刀具如圖4所示

。

圖4 支承軸承孔加工刀具

　　部分支承軸承直徑較大，使用的熱熔鉆頭材料硬度較高

，普通加工刀具難以實現(xiàn)高精度

、高質(zhì)量加工。因此

，要選擇陶瓷刀具

。同時，選擇的陶瓷工具應(yīng)具有較高的耐磨性

、較高的硬度和良好的彎曲性能

。然而，普通陶瓷工具的脆性較大

，因此加工過程中的抗切割性較大

。為了提高切削工具的強(qiáng)度，應(yīng)選擇負(fù)前角工具

。確定切削刀具后

，有必要選擇科學(xué)合理的切削參數(shù)，以確保加工效果

。要選擇較大的切削深度

，以減少加工時間并提高加工效率。確定進(jìn)給速度時

，應(yīng)綜合分析加工表面的粗糙度

、零件的剛度和刀片的強(qiáng)度。如果零件剛度和機(jī)床功率允許

，則可以選擇更高的速度

。經(jīng)過切削試驗后，對零件的余量行比較和分析

。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

，該余量減少了0.5——3.5 mm，基本上達(dá)到了粗磨余量要求。

、結(jié)語

　　當(dāng)前

，機(jī)械加工已經(jīng)成為汽車零部件的重要發(fā)展趨勢，因此要注重數(shù)控刀具的選擇及參數(shù)的確定

。同時

，要不斷優(yōu)化刀具的使用方案，比如

，采用組合道具或優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)

，以減少刀具使用數(shù)量，增加刀具的耐用性

。此外

，要加大對數(shù)控刀具的研發(fā)力度，運(yùn)用新型加工刀具

，比如

，防震S-可換頭SMSR刀具有不同的規(guī)格，鎖緊部采用M螺紋形狀

，能夠與硬質(zhì)合金桿配套使用

，采用正前角切削刃形狀的 42°——45°強(qiáng)螺旋角

、不等分割及不等排屑槽設(shè)計

。另外，人們要選擇抗氧化性

、抗熱性高的材料

，每個切削刃口需要設(shè)有內(nèi)冷孔，給切削刃口提供充分的切削液

，改善粘刀問題并一致加工振動

，該方法可廣泛應(yīng)用于與鈦合金、耐熱合金等有關(guān)的汽車零件加工

。

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