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伊斯卡為汽車行業高效切削刀具探索研發路線圖

2019-2-13 來源：伊斯卡（kǎ）作者：-

對當今的汽車OEM製造商而言，開發人工智（zhì）能應用程序和車輛的自動駕駛算法並不是他們所麵臨的（de）唯（wéi）一挑戰。消費者對新型高配汽車的（de）消費需求正在不斷增（zēng）加。各國政府和國際權威機構（gòu）必須相應地推動新的立法和法規，以適應（yīng）新的發（fā）展。環保機構也需要（yào）與（yǔ）發展保持同（tóng）步，來為這些複雜的汽車製造技術和規（guī）範製定相關標準。這一切的影響將傳遞到產業鏈的終端，甚至（zhì）影（yǐng）響汽車價格。

消費者都（dōu）希望汽（qì）車OEM製造商（shāng）為車（chē）輛（liàng）配備最（zuì）先（xiān）進的裝置以提（tí）高汽（qì）車性能；當然也希望這一切都必（bì）須是（shì）可（kě）承受的價格。

為（wéi）了（le）在確保質量（liàng）的前提下實現這一複雜目標並降低最終價格，汽車零（líng）部件OEM製造商們一直在研（yán）究如何（hé）降低生產成本，這也是汽車總製造成本（běn）中最重要的部分。全球切削刀具製造商們一直都在努力（lì）尋（xún）求降低生產成本的有效方法（fǎ），伊斯（sī）卡通過大量的實驗研究和數據分析，建議先將總目標分為兩（liǎng）個小目標：一個是通過實施（shī）工藝效率措施（shī）來提高生產車間的生產（chǎn）率；一個是通過改進切削刀具的構架（jià）來降低單件（jiàn）成本（CPU）。

1．提高生產率

金屬（shǔ）切削過程可分為兩種狀態，一種為刀具（jù）對工件餘量部分（fèn）進行材料切除；另一種為（wéi）刀具處（chù）於（yú）空刀狀態，這一狀態包括進刀、退刀及換刀。

1.1.切削加工參數

合適的切削條件意味著對切削（xuē）加工中至關重要的切削參數。切削刀（dāo）具供應商基於對微觀層麵金屬切削加工過程的豐富經驗及深（shēn）刻理解，給出了他們所推薦的切削參數。

為了滿足這些（xiē）需求，伊（yī）斯卡開發了伊斯卡在線專（zhuān）家選刀係統ITA，這是一套在線查詢（xún）軟件。當用戶輸（shū）入所預期的（de）工（gōng）作參（cān）數和限製條件時，就能為（wéi）每項（xiàng）作業取得適合的加工解決方案。該軟件可為用戶提（tí）供切削的最佳解決方案，如推薦刀具（包括切削深（shēn）度、切削寬度和進（jìn）刀（dāo）次數）、切削數據、功率要求以及每種方案的生產率。

所（suǒ）有的參數最終都以金屬去除率（MRR）體現（xiàn）出來，其值（zhí）越高則表示生產率越高（gāo）。用戶可以通過數據庫優化，以更優化的技術及切削參數對產品進行加工（gōng），從而在獲得更高生產（chǎn）率的同時，盡可能最大化（huà）加工效率，最小（xiǎo）化廢品率（lǜ）。

1.2.空刀

在（zài）大批量生產中，切削過程中（zhōng）的（de）空刀不可忽視，因為空刀占用的時間也是有成本代價的。為解決這一問題，伊斯卡建議製造商（shāng）們審視技術工藝並利用組合刀具這一方式來（lái）減少退刀和換刀。

1.3.組合（hé）刀具

在現（xiàn）代全方位解決方案（àn）中大（dà）量組（zǔ）合刀具（jù）的運（yùn）用，對實現生產（chǎn）優化意義重大。每種組合刀具的（de）設計都要考慮到（dào）加工中心的技術參數，例如最（zuì）大切（qiē）削直徑，主軸的轉速限製和主軸電機功率等等。

圖1為伊斯卡所設（shè）計的組合刀具（jù），可用（yòng）於加（jiā）工鑄鐵轉（zhuǎn）向節。該組合刀具複合了鑽孔、前倒角、後倒角、方肩（jiān）銑和底部方肩（jiān）銑的加工能力。通過使用該組合刀具，可顯著縮短加工周期，幫助用（yòng）戶將切削加工的時間減少60%。

圖2,3,4為一係列的伊斯卡組合刀具：

圖2：PRE-THREAD DCNT（M8-M24）為帶倒（dǎo）角刀片的可轉位鑽頭，主要用於加（jiā）工螺紋底孔

圖3：MULTI-MASTER MM EDF為帶三（sān）個有效齒的可換頭式硬質合金刀頭，用於上下倒角加工

圖4：SSB-LN15-R / L為盤式雙麵刃開槽刀（dāo）具，立裝夾持銑刀片（piàn）LNKX 1506

奧氏體（tǐ）耐熱鑄鋼被認為是渦輪機殼體的最佳材料（liào）。渦輪增壓器的工作（zuò）溫度為1000℃左右。在這一持續的工（gōng）作（zuò）溫度下，該材料具有優異的耐高溫性能和強度。

2.降低單件成本（CPU）

單（dān）件成本（běn）是汽車OEM製造商的盈虧一覽結算線，而（ér）切削刀具成本則代表在設定單件成本參數時的可變成本因子。

雖然刀具價格會對最終產品成（chéng）本產生影響，但其本身並沒有被視為計算零件成本的重要參數，但是（shì）如下等式所示，“每刀片切削刃數（shù）”代表著裝夾可轉位刀片的（de）刀具中的一項重（chóng）要參數。此等式計算（suàn）出了刀片價格總體（tǐ）而言對單件成本的影響，並詮釋了刀具上的消耗品（即刀片）的不同參量之間的關係。概念很明確：“每刀（dāo）片切削刃數”是分式的分母，更多的（de）切削刃數能降低單件（jiàn）成本。

等式：可以通過這個基礎的等式來理解單件成本（CPU）的計算原理（lǐ）。並可通過一些附加參數對該等式進行升（shēng）級，例如刀具壽命、刀（dāo）具成本等。

金屬（shǔ）切削領（lǐng）域的領軍（jun1）企業應用這一概（gài）念開發多刃（rèn）刀片，如伊斯卡開發了一係列具有多個切削刃的新產品，其中包括銑刀HELIQMILL，該係列刀片具有三個螺旋切削刃，由廣為人知的HELI2000係列演變而來。HELIIQMILL HM90 ADCT 1505 HELI2000平裝刀片帶有兩個螺旋切削刃，經（jīng）設計複合集成了第三個（gè）切削刃（rèn），就得到了平裝三（sān）角形刀片HM390 TDKT 1907 HELIIQMILL，該刀片具有三個螺旋（xuán）切削刃（圖5），但（dàn）是（shì）價格保持在同一水平。

該等式中（zhōng）的“每切削刃壽命”參量與單件成本（běn）（CPU）為反比關係，即當該值變大時可大大降（jiàng）低單件成本（CPU）有效值。

經年累（lèi）月沉澱下大量的（de）知識產權，穩定可靠的（de）刀片生產工（gōng）藝，恰當的切削刃口處理方法和嚴格的質量控製體係，以（yǐ）上這（zhè）些不僅是保持競爭力和新材料研發的關鍵所在，而且是（shì）達成此（cǐ）多（duō）目標任務的不（bú）可或缺的組成部分。

3.用全新刀具迎接挑戰

汽車零部件（jiàn）OEM製造商們和金屬切削刀具供應商們之間（jiān）關（guān）於渦輪（lún）增壓（yā）器的協同合作為這一戰略目標的達成提供了（le）非常有價值的參考（kǎo），雙方都為優（yōu）化和穩定渦輪機殼體生產工藝做出了相當大的努力。在以往（wǎng）的生產中，最常用的原（yuán）材料（liào）是DIN 1.4848鋼，一（yī）種奧氏體耐熱鑄鋼，但鑒於成本壓力和更合（hé）理化的需求，製造商們不得不轉而選（xuǎn）擇其它更便宜的新材料：奧氏體耐（nài）熱鑄鋼DIN 1.4837和DIN 1.4826，這是兩種更難加工的材料。

行業領頭的金屬切削刀具供應商（shāng）們需要為這一新的挑（tiāo）戰任務找到合適的解決（jué）方案。伊斯卡公司通（tōng）過研製出全新的刀片牌（pái）號MS32，結合合理的（de）切削刃設計及刃口處理生產製造刀具，使得刀具切削參數更高，最大化刀片（piàn）、刀具壽命。刀體平（píng）裝夾持帶8個螺旋切削刃的刀片S845 SNHU 13 MS32（圖（tú）6）。這一全新且專業（yè）的用於渦輪機殼體（tǐ）的生產製造的銑刀一經問世，就（jiù）使得汽車零部件OEM製造商們及（jí）終端市場受益。

4.步入正軌

這（zhè）一進展（zhǎn）展示出刀具供應商與汽車零部件OEM製造商的合作模式是怎樣促成新刀具的研發之路的（de）；以及伊斯卡是（shì）怎樣將其大量的智力資源用於創生出（chū）精巧且高度契合的組合刀具以提高生產（chǎn）率（lǜ）並降（jiàng）低單件成本。無論是汽車購（gòu）買者還是汽車零部件OEM製造商都因此步入汽車價格能持續降（jiàng）低的軌道，同時還能收（shōu）獲更優的汽車性能。

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