銑刀在汽車(chē)行業(yè)竟然可以這么用…

銑刀在汽車(chē)行業(yè)竟然可以這么用……

現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)中，平面銑削應(yīng)用極為普遍。為適應(yīng)汽車(chē)工業(yè)的需要，工具制造廠商也推出了銑削鑄鐵及其它材料的銑刀和刀片系列。這些刀具、刀片使得加工效率和零件表面質(zhì)量都得到大幅度的提高。

其實(shí)銑刀只是一個(gè)籠統(tǒng)的叫法，它的分類(lèi)有很多，比如面銑刀、立銑刀等等。下面幾篇文章簡(jiǎn)單介紹一下銑刀如何在汽車(chē)制造中發(fā)揮作用的。

1

淺談汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷柔性生產(chǎn)線

汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷柔性生產(chǎn)線是一條全新理念下的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線的柔性化可更好地適應(yīng)不同產(chǎn)品品種和批量的需求。企業(yè)根據(jù)其自身的生產(chǎn)情況建立合適的敏捷柔性生產(chǎn)線，可提高生產(chǎn)效率，更快地適應(yīng)市場(chǎng)需求。

轉(zhuǎn)向節(jié)作為汽車(chē)前橋缺之不可的關(guān)鍵零件，除了機(jī)械性能要求高、外形異型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽車(chē)市場(chǎng)需求多樣化的不確定性，要求生產(chǎn)系統(tǒng)具備在品種上能迅速而經(jīng)濟(jì)地由一種產(chǎn)品轉(zhuǎn)為另一產(chǎn)品的能力，又要在產(chǎn)量上有一定的柔性。根據(jù)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)多品種、變批量的市場(chǎng)需求，我公司建立了一條多品種汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷、柔性生產(chǎn)線。

被加工產(chǎn)品和工序

1．該生產(chǎn)線加工4個(gè)品種（組）轉(zhuǎn)向節(jié)，每組分左、右各1件，共8個(gè)零件，單組生產(chǎn)節(jié)拍T=7.2min/件。

2．轉(zhuǎn)向節(jié)材料為QT450-10，屬異型零件，如圖1所示，加工部位主要為主軸承孔及多個(gè)臂平面、孔系。

生產(chǎn)線主要特點(diǎn)

從表中可以看出生產(chǎn)線設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工序極大簡(jiǎn)化，主要特點(diǎn)有：

1．生產(chǎn)線敏捷柔性化

此條生產(chǎn)線由6組，即6個(gè)生產(chǎn)單元構(gòu)成。每個(gè)單元由2臺(tái)立式加工中心組成，每組可單獨(dú)形成生產(chǎn)能力。6組可根據(jù)市場(chǎng)需求變換生產(chǎn)不同品種或全一品種的轉(zhuǎn)向節(jié)，柔性化好，更換產(chǎn)品迅速而經(jīng)濟(jì)。生產(chǎn)線由模塊化設(shè)備組成，可以實(shí)現(xiàn)“一次規(guī)劃，分步實(shí)施，滾動(dòng)發(fā)展”的指導(dǎo)方針。

2．工序集中，數(shù)控單機(jī)自動(dòng)化程度高

一個(gè)加工工序較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)向節(jié)從毛坯到成品僅通過(guò)兩道工序來(lái)完成，見(jiàn)表。工序集中可以使柔性加工設(shè)備顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。

由于每道工序中工件經(jīng)兩次安裝后便可完成全部加工內(nèi)容，數(shù)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)選擇、更換刀具，自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速和刀具進(jìn)給量等，根據(jù)已設(shè)定的程序?qū)ぜ煌课贿M(jìn)行銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等加工，自動(dòng)化程度高，極大地提高了生產(chǎn)效率。

3．設(shè)備簡(jiǎn)單化、精度高

生產(chǎn)線采用同一型號(hào)立式加工中心組成，使用、維修方便，互換、互補(bǔ)性強(qiáng)，定位精度、重復(fù)定位精度高，對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)孔及端面粗糙度1.6mm、H7精度及位置精度等要求均能夠達(dá)到，保證了轉(zhuǎn)向節(jié)加工質(zhì)量及穩(wěn)定性。

4．工藝優(yōu)化和嘗試

工藝方案的制定要根據(jù)選用設(shè)備、刀具及夾具各自的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研并加以優(yōu)化，在立式加工中心上用組合加工代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車(chē)削加工，以復(fù)合工序代替單一工序，為工序集中減少工件安裝次數(shù)，用側(cè)銑代替端銑等，這些工序都取得了很好的效果。

5．夾具

生產(chǎn)線夾具采用液壓動(dòng)力，全部由大連佳成公司提供，主要特點(diǎn)有：

（1）統(tǒng)籌兼顧，夾具設(shè)計(jì)制造采用模塊化，轉(zhuǎn)換加工零件時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速更換夾具。統(tǒng)籌綜合考慮，針對(duì)多種轉(zhuǎn)向節(jié)的特點(diǎn)，給工件的定位點(diǎn)、夾壓點(diǎn)和輔助支撐點(diǎn)進(jìn)行基準(zhǔn)統(tǒng)一，模塊化的夾具元件加上適用于各種轉(zhuǎn)向節(jié)的調(diào)整塊，讓夾壓點(diǎn)、定位點(diǎn)和輔助支撐點(diǎn)在位置上有了一定的調(diào)整量，短時(shí)間就能完成夾具的快速更換。

（2）OP20工序由數(shù)控回轉(zhuǎn)四軸模塊化夾具和可調(diào)角度固定夾具組成了五軸加工，數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)上液壓夾緊工件，回轉(zhuǎn)臺(tái)可任意裝夾任何一種轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行工件識(shí)別和左、右件防錯(cuò)，并自動(dòng)調(diào)出加工程序，自動(dòng)化程度高。

（3）夾具全部采用內(nèi)油路，外觀整齊、美觀。

螺紋

螺紋或許您知道。

1.車(chē)削螺紋

車(chē)螺紋通常是工件上終一道切削工序，而它常被忽視及遭誤解，為此有或許付出很大的代價(jià)。假如用錯(cuò)刀具而發(fā)生問(wèn)題，就會(huì)糟蹋大量時(shí)刻和金錢(qián)。乃至運(yùn)用“正確的”刀具也或許產(chǎn)生問(wèn)題。因?yàn)檐?chē)螺紋是一道復(fù)雜而又不常做的作業(yè)（車(chē)削工序中5%是車(chē)螺紋），許多時(shí)候終端客戶不想采取步驟優(yōu)化這道工序因而，挑選正確的車(chē)螺紋刀具，選用適合的切削參數(shù)，識(shí)別和處理螺紋的問(wèn)題十分必要。

運(yùn)用螺紋車(chē)刀時(shí)，需求考慮在一般加工中不會(huì)遇到的切削力和其他因素。在車(chē)螺紋工序中的切削力比直線切削工序大100至1000倍。這些軸向，徑向和切向力作用在一塊比車(chē)削用可轉(zhuǎn)為刀片小得多的硬質(zhì)合金上

PS：軸向力與進(jìn)給量有關(guān)，因螺距關(guān)系，進(jìn)給量是固定的。徑向力是與刀件半徑相反方向的力。切削力向下。

橫向進(jìn)給速度等于螺紋導(dǎo)程，這是固定的，進(jìn)給速度能夠是一般車(chē)削的10倍，以滿意導(dǎo)程要求。進(jìn)給速度或許受到機(jī)床橫向蕞大進(jìn)給速度的約束。螺紋形狀是特定的。刀片的幾何形狀是固定的，不能改變，這就約束了操控切削力的或許性。車(chē)螺紋還阻礙散熱，因?yàn)檩^大的力集中在一塊較小的面積上。也就是說(shuō)，車(chē)螺紋比一般車(chē)削產(chǎn)生的熱量要多。

2.刀片類(lèi)型

01

切削刃長(zhǎng)  

02

內(nèi)徑/外徑

E:外徑螺紋. I：內(nèi)徑螺紋  N（舊內(nèi)徑螺紋）

03

方向      

R：右  L：左

04

螺距      

05

螺紋      

60

V型＝60°

55

V型=55°

ISO

公制螺紋

NPT

世界管螺紋

RD

圓頂螺紋

30°梯形螺紋

補(bǔ)白：詳細(xì)請(qǐng)參考各品牌樣本

3.刀具方向

右旋螺紋

方向1

方向2：

左旋螺紋

4.刀片的挑選

被加工資

加工內(nèi)螺紋還是外螺紋

蕞小孔徑（內(nèi)螺紋）

刀具方向

根據(jù)刀片規(guī)范和方向挑選相應(yīng)刀具

06

根據(jù)刀片的尺度挑選刀墊大小  

07

根據(jù)螺距的尺度挑選刀墊類(lèi)型

5.進(jìn)刀方法

橫向進(jìn)刀視點(diǎn)

徑向進(jìn)刀0°對(duì)中

優(yōu)點(diǎn)

缺陷

刀片悉數(shù)刀刃對(duì)螺紋牙型兩邊一起切削，防止刀刃崩刀。

排屑困難，在切削高速?gòu)?qiáng)度資料時(shí)簡(jiǎn)單崩刃，產(chǎn)生毛刺的或許性增大。

因?yàn)樵诰?chē)螺紋時(shí)整個(gè)切削刃悉數(shù)切入，簡(jiǎn)單引起振刀。

齒側(cè)30°進(jìn)刀

運(yùn)用刀片側(cè)刃進(jìn)給切削，使切屑簡(jiǎn)單排出切削區(qū)域，這就削減刀片后沿構(gòu)成毛刺的問(wèn)題，為了防止因?yàn)榈度泻笱貨_突而下降表面光潔度，崩刃或齒側(cè)面過(guò)度的磨損，橫向進(jìn)刀的視點(diǎn)應(yīng)小于螺紋齒形角3°-5°，這是一種齒側(cè)面批改

刀片或許有沖突的現(xiàn)象而使刃口崩刃，在切削軟而粘性的金屬，如低碳鋼，鋁，不銹鋼時(shí)，會(huì)碰壞表面

較好進(jìn)刀方法

批改齒側(cè)進(jìn)刀

刀片一起切削螺紋牙形兩邊，防止像0°進(jìn)刀時(shí)簡(jiǎn)單發(fā)生崩刃，雖然也會(huì)構(gòu)成或排屑溝槽，但是因?yàn)榍行己穸炔黄骄欣谂判?，猶如齒側(cè)進(jìn)刀這是比較好的進(jìn)刀方法，尤其是運(yùn)用油斷屑槽的刀片。

和徑向?qū)χ羞M(jìn)刀的缺陷相同，但是在下降切削力方面比較顯著，一起排屑的問(wèn)題也得到處理。

側(cè)齒替換進(jìn)刀

因?yàn)閮蛇吳邢魅衅骄\(yùn)用，提高了刀片的壽數(shù)。

PS：運(yùn)用這種進(jìn)刀方法對(duì)一些機(jī)床或許需求特殊編程功用

傳統(tǒng)機(jī)床加工困難。

6.改進(jìn)表面質(zhì)量

連續(xù)遞增-獲得不變的切屑面積

這包含相對(duì)較大的初始值（0.2-0.35mm），并且與螺紋牙形的詳細(xì)深度有關(guān)，此值會(huì)逐步下降且以0.02-0.09mm的進(jìn)給進(jìn)行精加工，終一次走到能夠不進(jìn)刀空走刀，這是用于消除切削過(guò)程中的反彈，這種走刀方法比較常見(jiàn)。

穩(wěn)定進(jìn)刀量-蕞佳切屑和較好刀具壽數(shù)

通過(guò)固定螺紋切削周期中的某一個(gè)參數(shù)，而使切屑厚度穩(wěn)定，進(jìn)而能夠構(gòu)成蕞佳切屑。初始值大約為0.18-0.12mm，實(shí)踐值由上一次走刀（至少應(yīng)為0.08mm）的詳細(xì)值斷定。

6.刀具問(wèn)題/辦法

磨損小崩刃

1.運(yùn)用適宜的原料。

2.增加刀桿剛性。

3.查看刀片是否正常夾緊。

4.削減振蕩。

前刃面磨損

1.下降切削速度。

2.運(yùn)用冷卻液。

3.運(yùn)用硬度更高的原料。

積屑瘤

1.運(yùn)用切削液。

2.加速切削速度。

3.運(yùn)用更適宜的原料。

熱龜裂

2.運(yùn)用更適宜的冷卻液。

塑性變形

1.運(yùn)用硬度更高的原料。

2.下降切削速度。

3.削減切深。

4.運(yùn)用適宜冷卻液。

崩刃

1.運(yùn)用韌性更強(qiáng)原料。

2.削減切深。

3.查看機(jī)床和刀具的穩(wěn)定性。

國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金螺旋立銑刀在加工中心上的運(yùn)

   CNC加工中心用的立銑刀，品種規(guī)范繁復(fù)，從結(jié)構(gòu)來(lái)分有整體式合金立銑刀、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀(包含模塊式)及焊接式硬質(zhì)合金螺旋立銑刀3類(lèi)。

   這3類(lèi)不同的立銑刀，在CNC加工中心已運(yùn)用較長(zhǎng)時(shí)刻，各有千秋，特別是類(lèi)和第2類(lèi)運(yùn)用面很廣，而第3類(lèi)螺旋立銑刀運(yùn)用面窄，運(yùn)用不多。下面臨螺旋立銑刀進(jìn)行分析。

國(guó)產(chǎn)螺旋立銑刀，自上世紀(jì)80年代已問(wèn)世，其時(shí)因?yàn)榈镀钄D壓呈螺旋狀，工藝雜亂難度大，遲遲未擴(kuò)大出產(chǎn)，后逐步開(kāi)展，在2008年國(guó)家已制定部標(biāo)，目前國(guó)內(nèi)已有數(shù)十家刀具專(zhuān)業(yè)廠出產(chǎn)螺旋立銑刀，品種規(guī)范徹底。以往螺旋立銑刀，用在普通銑床上較多，運(yùn)用在CNC加工中心上較少，這類(lèi)刀具盡管切削性能好，但強(qiáng)度低，不易受沖擊，耐磨性差，不太適合運(yùn)用在CNC加工中心上。慣例螺旋立銑刀若在硬質(zhì)合金原料、刀片截面尺度、刀具幾許參數(shù)及刀體的強(qiáng)度等方面規(guī)劃不妥會(huì)形成上述缺陷，可這種結(jié)構(gòu)立銑刀，有它獨(dú)特的利益，不只制作工藝較簡(jiǎn)略、成本低，首要的是切削性能好，切削刃鋒利，刃口用鈍后還能屢次修磨，刀具運(yùn)用成本低，可彌補(bǔ)可轉(zhuǎn)位刀具在運(yùn)用中的不足，若能進(jìn)步刀具的強(qiáng)度，增加刀具的耐磨性，這類(lèi)刀具是很理想的刀具。

1.螺旋立銑刀的改善

1998年株洲鉆石對(duì)螺旋立銑刀嘗試了改善，硬質(zhì)合金刀片原料從本來(lái)的單一YG8商標(biāo)改為亞微細(xì)顆粒YL10.2及YS25合金商標(biāo)。YL10.2合金硬度≥91.8HRC，抗彎強(qiáng)度到達(dá)4 000N/㎡，首要適于切削各種鑄鐵、有色金屬及非金屬資料。YS25商標(biāo)是在WC-CO-TiC基礎(chǔ)上加入8％Tac元素，對(duì)應(yīng)ISO的P25～P30運(yùn)用范圍，首要用于銑削各種鋼材，尤其是合金鋼之類(lèi)資料作用杰出。與常用硬質(zhì)合金刀片資料比較，這兩種合金資料無(wú)論是物理機(jī)械性能仍是運(yùn)用性能都有很大改善和進(jìn)步，具有很強(qiáng)的耐磨性、抗沖擊韌性、抗癢化性、抗粘結(jié)和抗分散才能；同時(shí)增加了螺旋硬質(zhì)合金刀片的截面尺度，刀體進(jìn)行了淬火處理，刀具刀尖處由本來(lái)倒角形改為小圓弧形。改善后立銑刀經(jīng)姑蘇沙迪克三光，在五面體龍門(mén)加工中心上多年運(yùn)用，受到了好評(píng)。φ50mm新式螺旋立銑刀徹底可代替從日本進(jìn)口的“住友”同規(guī)范銑刀，其價(jià)格是進(jìn)口刀的1/4，它的可切削耐用度、加工零件精度及外表粗糙度不差勁于日本聞名品牌刀具。

2.導(dǎo)軌螺旋立銑刀

在進(jìn)步螺旋立銑刀強(qiáng)度與耐用度的基礎(chǔ)上，只需改動(dòng)刀具幾許參數(shù)就能處理技術(shù)難度較高的精加工，下面介紹新研制的精銑導(dǎo)軌用“導(dǎo)軌螺旋立銑刀”（見(jiàn)圖1）。此刀具是筆者與田潤(rùn)科高工共同研制的，刀具是由株洲華新硬質(zhì)合金工具廠制造。

眾所周知，精細(xì)機(jī)床如電火花慢走絲、電火花成型機(jī)及CNC加工中心等，機(jī)床首要大件床身、立柱及拖板上均裝有精度十分高的直線導(dǎo)軌定位，固定直線導(dǎo)軌是兩個(gè)彼此垂直的兩組精加工基準(zhǔn)面，俗稱側(cè)導(dǎo)軌與平導(dǎo)軌面（見(jiàn)圖2），一般兩組導(dǎo)軌面長(zhǎng)1.1～1.5m，直線度為0.005mm，彼此平行度0.005mm，平面度為0.008mm，外表粗糙度值Ra=0.8～1.6μm。加工難度與精度十分高，為保證其精度很多相關(guān)公司除選用的作業(yè)母機(jī)（如大隈、馬扎克等龍門(mén)銑）外，還在刀具裝備上選用進(jìn)口硬質(zhì)合金立銑刀或進(jìn)口可轉(zhuǎn)位立銑刀來(lái)切削，這樣不只刀具價(jià)格昂貴，加工導(dǎo)軌質(zhì)量有時(shí)動(dòng)搖大，往往還要人工鏟刮來(lái)修正或上龍門(mén)導(dǎo)軌磨床返修；也有企業(yè)嘗試用國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金規(guī)范螺旋立銑刀加工導(dǎo)軌面，但精度做不到，還常需程序插補(bǔ)來(lái)處理，進(jìn)步作業(yè)面精度，有些大中型機(jī)床公司直接用CNC龍門(mén)導(dǎo)軌磨床進(jìn)行精磨，這樣加工成本更高。因此，精銑的導(dǎo)軌面就成了不少企業(yè)的瓶頸。

硬質(zhì)合金導(dǎo)軌精銑刀是在規(guī)范螺旋立銑刀的基礎(chǔ)上作了較大改善，雖外形相同，但切削的作用顯著不一樣，首要改善有如下幾方面：

（1）慣例規(guī)范螺旋立銑刀，不管?chē)?guó)內(nèi)外產(chǎn)品，刀具均選用密齒結(jié)構(gòu)，如φ50mm慣例規(guī)范銑刀z=6，精銑導(dǎo)軌銑刀z=8～10，這樣同時(shí)加工的齒數(shù)增加，切削安穩(wěn)。

（2）刀具幾許參數(shù)改動(dòng)，螺旋角不相同，1刃為25°，相鄰1刃為30°；減小端面付偏面（俗稱刀隙角）并改善端面修刀刃。側(cè)切削刃留利劍為0.07mm，外表粗糙度需達(dá)鏡面要求。

（3）切削頭部切削刃長(zhǎng)度縮短，取刀具直徑的1/2，刀體淬火硬度58～60HRC。導(dǎo)軌螺旋立銑刀多年來(lái)一直在姑蘇三光科技有限公司、姑蘇萬(wàn)立精機(jī)、江蘇蘇鈴精機(jī)、姑蘇大器機(jī)械公司及常州新瑞等公司運(yùn)用，均取得了很好作用，詳見(jiàn)姑蘇三光集團(tuán)提供的切削對(duì)比表（見(jiàn)附表）。導(dǎo)軌螺旋立銑刀已申請(qǐng)專(zhuān)利，2014年已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)業(yè)局授權(quán)。

切削實(shí)驗(yàn)定論：8刃新硬質(zhì)合金立銑刀與以前同規(guī)范硬質(zhì)合金銑刀比較，不只刀具耐用度進(jìn)步了2倍，并且出產(chǎn)功率分別進(jìn)步11%和38%。

   導(dǎo)軌螺旋立銑刀，因?yàn)榍邢魅袖h利，切削安穩(wěn)，耐用度又高，所以也適合加工一些剛性差、精度高的加工工藝?yán)щy的零件。如江蘇蘇鈴精工機(jī)械承接德國(guó)某聞名公司一加工使命，其中三坐標(biāo)丈量?jī)x器中的Y軸、Z軸及立柱都是薄壁結(jié)構(gòu)鑄件（見(jiàn)圖3），德方駐滬辦事處曾在江浙一帶找過(guò)很多有實(shí)力機(jī)械廠加工，但均因薄壁易振，導(dǎo)致銑削精度達(dá)不到圖樣要求。江蘇蘇鈴精工選用了導(dǎo)軌螺旋立銑刀，很輕松加工了該公司上述難加工件，檢測(cè)精度合格，工件直接發(fā)往德國(guó)安裝。

螺旋立銑刀還能銑削復(fù)合資料，如有些儀器儀表廠的印刷線路板，此線路板的底板是玻璃層壓板，上面覆蓋著很薄的有色金屬線路，銑印刷線路板的斜插口時(shí)，若用一般銑刀，會(huì)因切削力大形成金屬線路與底板撕裂，并且刀具鈍化很快，用導(dǎo)軌螺旋立銑刀可以很順暢處理這個(gè)難題，作業(yè)質(zhì)量安穩(wěn)，刀具壽命長(zhǎng)。

3.定論

改善后的螺旋立銑刀在CNC加工中心上，在精銑、半精銑上都發(fā)揮了獨(dú)特利益，既可改動(dòng)刀具結(jié)構(gòu)與參數(shù)，也能進(jìn)行粗銑。

國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)螺旋立銑刀是一種性價(jià)比較高的刀具，在CNC加工中心上具有很好的切削性能與運(yùn)用價(jià)值。