為確保發(fā)動機生產線的(de)高效生產DDE公司選擇(zé)德(dé)國知名刀具製造商瓦爾特合作
2015-2-2 來源:數控機床市(shì)場網 作(zuò)者:道依茨一汽(大連)柴(chái)油機有限公司 關忠民
應用案例
讓動力更強勁
文/道依茨一汽(大連)柴(chái)油機有限公司 關忠民
道依茨一汽(qì)(大連)柴油機(jī)有限公司(以(yǐ)下簡稱“DDE公司”)是由世界發動機產業奠基者德國道依茨股份公司與中國(guó)汽車產業的領軍者中國第一汽車集團公司各按(àn)50%比例投資興建的合(hé)資企業(yè)。DDE公司擁有世界級的動力平台,主導產品有C、D、E、H和K五大(dà)係(xì)列,功率覆蓋80~340馬力,各種變型和適應性產品300餘種,產品先進、高效、可靠、節能(néng)且環保,是各類中重型載貨(huò)車、輕型車、客車和工(gōng)程機械等的理想動力。
先進生(shēng)產力構建世界級動力平台
DDE公司擁有世界級的製造體係(xì),引領著中國動(dòng)力產業(yè)向歐洲動力(lì)標準邁進,產品質量達到德國道依茨股份(fèn)公司的同步水平(píng)。優質的產品不僅(jǐn)要有好的設計,還必(bì)須有先進的設備和加(jiā)工技術作為保障(zhàng),才能確保發動機產品高質、高效的生產。DDE公司擁有德(dé)國HELLER加工中心及自動化生產線、德國CROSS-HUELLER加工中心和自動線、瑞典ABB裝配線(xiàn)、德國霍梅爾電子量儀等國際一(yī)流(liú)發動機製造設備(bèi)和檢(jiǎn)測(cè)手(shǒu)段。
發動(dòng)機是汽車的核心零部件,其特點是結(jié)構複雜且製造水平高,尤其是發動機上曲(qǔ)軸孔、凸輪軸孔、座圈底孔、燃(rán)燒室(shì)麵等關(guān)鍵(jiàn)部分及(jí)關鍵工序精度要(yào)求高。而缸體又是發動機的主要基礎件,缸體(tǐ)的許多(duō)平麵(miàn)和孔均是其他(tā)零件的(de)裝配基準,其質量直接影響到發動機的裝配(pèi)精度和可靠性以及使用性能,所以對缸(gāng)體的加(jiā)工要求非常高,加(jiā)工難度大。現代發動機的生產對機床(chuáng)裝備(bèi)提出了諸多新要求,如高速、高精(jīng)、高柔性、高(gāo)可靠性及成(chéng)套化等,並采用新型高效刀具逐漸替代傳統刀具。新型(xíng)高效刀具具有更高(gāo)的硬度和耐磨性、更高的強(qiáng)度和韌性、良好的穩定性和熱硬性以及較小的化學親和力,能將昂貴(guì)的數控機(jī)床和加工中心的(de)高效加工能力最(zuì)大化。為了確保發動機生產線的高效生產和穩定性,DDE公司(sī)在選用刀具時根據單(dān)件消耗成本,優選切(qiē)削效率高、耐用度高的先進刀具。
優質刀具助力效率和效益提升
由(yóu)於發動機缸(gāng)體各個結合麵的麵積比較大,有較高的位置度和表麵粗糙度要求,同時(shí)還要考慮到國內毛坯鑄造餘量大且不均勻的問題,因此DDE公司將此銑削劃分成粗銑、半精銑和精銑三個階段。在(zài)缸體銑削方麵,DDE公司選擇(zé)與德國知名(míng)刀具製造商瓦爾特合作。
1.粗銑
缸體毛(máo)坯具有較大的鑄造餘量,工件表層存在很多的黑皮、硬點和砂眼,且各部位因結構設計(jì)原因造(zào)成的(de)局部餘量大等因素,必須(xū)首先從大表麵上切除多餘的加工層,以(yǐ)保證精(jīng)加工(gōng)後的變形量及(jí)精度要求。因此(cǐ),對粗銑刀具的要求(qiú)是要具有高剛(gāng)性、大切深和高效率以及抗負載(zǎi)衝(chōng)擊(jī)強、排屑流暢和耐磨損(sǔn)等特點。此外,為減(jiǎn)輕加(jiā)工(gōng)中對機床和夾具的衝擊,還(hái)要求刀(dāo)具銑削(xuē)時的(de)切削力要小。基於這些因(yīn)素,在粗銑時DDE公司采用了瓦爾特F4047係列銑刀。
瓦爾特(tè)F4047銑刀在大切削深度切削中性能優異,特別適用於切削(xuē)鑄(zhù)鐵材(cái)料。它的刀(dāo)體剛性好、強度高,而且抗(kàng)衝擊;刀體采用(yòng)了硬質鍍鎳塗層,耐磨性非常好,排屑(xiè)極其流暢;WKK25刀片(piàn)韌(rèn)性出色,耐磨性和抗壓性好(hǎo);75°主偏角在保證切削(xuē)刃有較大切深能力(lì)(最大8mm)的(de)基礎上,使切削抗力分解成軸向和徑向兩(liǎng)個方向(xiàng)的分力,從而減小了抗力衝擊,使切削更加平穩(wěn),工藝可靠性高(gāo);采用了正(zhèng)前角刀片,大正前角槽(cáo)型可降低(dī)功率消耗;刀片還帶平行刃折麵,加工工件表麵質量高;刀片正(zhèng)反麵(miàn)具有8個切削刃,單價成本(běn)低;因刀片是負形刀片,刀片厚度大,具有高穩定(dìng)性(xìng)、高強度,抗重載荷衝擊,適合大進給加工,切削效率高。
在實際生產中(zhōng),F4047銑刀粗銑缸(gāng)體頂麵的線速度Vc為(wéi)99m/min,進給(gěi)量fz為0.25mm。
2.精(jīng)銑
H係列、K係列發動機缸體材料為HT250,缸體頂麵至底麵(間接保證至曲軸孔)尺寸精度要求為±0.03mm;缸體頂麵平麵度要求為0.05mm、0.025mm/100mm²;缸體頂麵對底麵平行度(dù)的要求為0.08mm;缸體頂麵表麵粗糙度的要求為Rz16、Rmax20。由於缸體屬於薄壁(bì)形箱體類零(líng)件,夾緊和加工時容易產生變形,為保證加工(gōng)精度不但要選(xuǎn)擇合理的夾緊點,還要控製切削力。其(qí)中,精銑缸體頂麵、底麵和前後端麵等(děng)是發動機生產中最為關鍵的工序之一。在實際(jì)生產中,DDE公司在發動機缸體的精銑(xǐ)中采用了瓦爾特F4045係列精銑刀。
瓦爾特F4045銑刀刀體采用密齒結構設計,其特點是切削效率高、壽命長;采用(yòng)45°主偏角結構,分解切削(xuē)抗力,切入平穩,可緩解工(gōng)件崩邊,刀片通過鍥塊(kuài)鎖緊,夾緊(jǐn)穩定、可靠,方便更換;刀體采用硬質鍍鎳層,具有抗腐、耐磨和排屑流暢等特點。F4045銑刀有兩(liǎng)種刀片搭配組合,粗齒采用負型結構的七(qī)邊形刀片XNHF070508-D57 WKK25,正反麵具有14個切削(xuē)刃,降低了生產成本;同時因為刀片(piàn)本身帶有正前角(jiǎo)槽型,降低了切削力,令切削更(gèng)加輕快。其修光(guāng)齒采用立裝結構(gòu)的修光刀片P45420-G67 WHH15,雙麵有4個長的修光刃可用,刀片帶有正前角及特殊製作的刃口,刃口鋒利,修光覆(fù)蓋麵大,修光效果好。修光齒采用微調刀夾結構,使修光齒(chǐ)刀片的端麵跳動精度能達到0.001mm,從而保證較高的缸體平麵粗(cū)糙度和平麵度要求。
在實(shí)際(jì)生產中,F4045係列銑刀精(jīng)銑缸體頂麵的線速度Vc為180m/min,進給量fz為0.25mm,相比其他精銑銑刀,單件加工成本降低(dī)了10%。隨著生產(chǎn)過程中(zhōng)對銑刀各種參數的優化,缸體加工質量、加工效(xiào)率仍(réng)有進(jìn)一步的提(tí)升空間。
為降低生產成本,DDE公司始終堅持著兩(liǎng)條原則:一(yī)是降低刀具單件消耗成本;二是降低輔助材料單件消耗成(chéng)本。先進高(gāo)效刀具的應用,有效提高了生產效率,減少了機床的非工(gōng)作時間。同時,先進刀具所帶來的創新(xīn)工藝也將高速機床的效率發(fā)揮到了(le)極致。瓦爾特的F4047係(xì)列(liè)銑刀和F4045係(xì)列銑刀具有較高的切削速度,滿足生產(chǎn)中的高可靠(kào)性要求(qiú),確(què)保了DDE公司的生產需求。
圖1.道(dào)依茨一汽(大連)柴油機(jī)有限公司現代化的發動機工廠
圖2.發動機缸體
圖3.F4047銑刀
圖4.F4045係列銑刀
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