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提升曲（qǔ）軸斜油孔的生產效率

2019-7-17 來源：山（shān）特維克可樂滿作者：-

圖（tú）注：在汽車行（háng）業專注於切（qiē）削刀具和工具係統的眾（zhòng）多領域中，山特維克可樂滿是加工曲（qǔ）軸（zhóu）斜油孔的行家

曲軸是發動機的心髒，將水平運動轉變成旋轉運動，從而推動車輛運動。曲軸本身是很複雜的部件，客運車（chē）輛市場要求大批量生產。

事實（shí）上，由（yóu）於（yú）快速成長的（de）經（jīng）濟體（例如中國和（hé）印度）的需（xū）求日益增加，對曲軸的需求還會進（jìn）一（yī）步增加。

如（rú）果有提高這些關鍵零件加工效率的先進技術，全世（shì）界汽車生產廠都求之不得（dé）。在汽車行業專注於切削刀具和工具係統的眾（zhòng）多領域中，山特維克可樂滿是加工曲軸斜油孔的行家。

眾所周知（zhī），這（zhè）是一（yī）項的極具挑戰（zhàn）性（xìng）的工序，由於孔的深（shēn）徑比和鑽孔斜度都很大，所以加工效果截（jié）然不一樣，同時經常會出現鑽頭斷裂（liè）的現象。然而（ér），該領域所取得的新突破確實令人振奮，效（xiào）果非常（cháng）好，在刀（dāo）具壽（shòu）命和生產效率方（fāng）麵取得巨大進步，具有大量盈利的潛（qián）力。

曲軸製造的主要（yào）材料是鑄（zhù）鐵（ISO K）和鋼（ISO P），工件通常為鍛造毛坯、鑄造毛坯或實心毛坯。鑄鐵材質通常含有球（qiú）狀石墨（例如GGG60、GGG70，GGG80材（cái）質），而由42CrMo4（240-285 Hb）和C38（900-1400 N/mm2）材料製成的鍛鋼毛坯也常見。是選用鑄鐵（tiě）還（hái）是鋼材，主要（yào）考慮的因素包括零件的強度、重量和成本，目前市場比例大約為50：50。

挑戰

大端軸頸潤（rùn）滑需要斜油孔，通常每根曲軸四個孔。每個孔的角度為27～29度，直徑為5～8毫（háo）米不等（具體取決於（yú）曲軸（zhóu）的尺寸），深度（dù）約90毫米，通常穿（chuān）過兩個相鄰的軸頸和一個平衡塊。在很（hěn）多情況（kuàng）下（xià），斜（xié）油孔還要與直孔交叉。由於深度可達直徑的25倍，斜油孔（和導向（xiàng）孔）通常使用深孔鑽削（xuē）工序（xù）的專用（yòng）機床在專門的曲軸生產線上（shàng）生產。

迄今為止，斜油孔鑽削存在很多（duō）問題（tí），即角度、深度（排（pái）屑）和鑽頭斷裂 - 這些問題就注定了刀具使用壽命永遠是一個嚴峻的挑戰。其難度之大，還包（bāo）括汽車行業正在（zài）朝向微量潤滑（MQL）技術發展，而不是采用傳統的貫通主（zhǔ）軸的乳化（huà）冷卻液。

解決方案

鑽削（xuē）要求高效（xiào）、可重複使用和加工過程安全可靠。為了解決這些難題，山特維克可樂滿著手研發了CoroDrill® 865，此產（chǎn）品專門用於加工斜油孔。

此產品的主要創新在於采用了（le）全新的幾何槽形，這種全新（xīn）的槽形可改善鐵屑變形和增加刀具強度（dù）。每個容屑槽都經過表麵精加工（gōng）處理，有助於排屑並減小摩擦力，同時（shí）更精細加工的（de）切削刃保（bǎo）證了一致性和成形，從而（ér）實（shí）現“綠燈（dēng）加工”。另外，堅固結實的槽形和（hé）優化的刀尖特性，也有助於加大切削進給量。

值（zhí）得（dé）注意的是，CoroDrill 865槽形設計存（cún）在細微差別，既可適合ISO K球鐵曲軸，也可適合ISO P鋼曲（qǔ）軸。實際上，每件（jiàn）CoroDrill 865產品都是經過定製（zhì）的，以滿足生產的（de）精準要求，可調整容屑槽的尺寸和整個長度，從而實現鑽孔性能（néng）優化。

結論

為了突出所提供產品的潛在盈利（lì）能力，最近的客戶案（àn）例（lì）分析針對GGG80曲軸加工（gōng）的5毫米斜（xié）油孔進行了研究。在（zài）切削速度為50米/分（0.164英尺/分）、進給量為0.28毫米/轉（0.011英寸/轉）、MQL微量潤滑的（de）壓（yā）力為17～19巴和流速為19毫升／小時的（de）工（gōng）況（kuàng）下，客（kè）戶（hù）見證了刀具使用（yòng）壽命延長140％，生（shēng）產效率提（tí）高108％。另外，堅固結實的CoroDrill 865充分證明了其磨損方式可預測，刀具完全可修複，達到嶄新如初的性能水平。

一些主要的曲（qǔ）軸製造商年產量可達五十萬根曲軸，如此龐（páng）大的（de）產量，使得刀具使用壽命和生產效率對底線盈利能力有較大的影響。

成功秘訣

除了刀具創新外，成功鑽削斜油孔很大程度還取決於加工策略。例如，製造商采（cǎi）用帶有CoroDrill 865的專用導向鑽頭，可精確（què）可靠鑽孔和定位。導向鑽刀體外（wài）圓製造公差為p7，刀尖角度為150°，而CoroDrill 865的製造公差為m7，刀尖角度為135°。

導（dǎo）向孔（kǒng）加工好（hǎo）後，CoroDrill 865已經進入導向孔，可完全采用推薦的主軸轉速和進給量（liàng）。當（dāng）接近交叉孔或離開斜麵時，鑽頭距此（cǐ）點還有1毫米，此（cǐ）時進給量已降低至其推薦值的0.1。整個鑽（zuàn）削工序連續完成（chéng） - 不會采用啄鑽。在鑽頭的外角全部（bù）離開斜麵時，便以500 rpm的轉速和600毫米/分的速度進行後退。

切（qiē）削速度和進給量

關於推薦的切削參（cān）數，即直徑為5毫米的斜油孔，ISO K 球鐵材料選（xuǎn）擇的（de）切削速度為50米/分（0.164英尺/分），進給量0.28毫米/轉（0.011英寸/轉）。對於（yú）ISO P鋼軸，根據應用不同，推薦的進給量範圍為0.20毫米（0.007英寸（cùn）/轉）～0.28毫米（0.011英寸/轉），但切削速度應當增（zēng）加（jiā）到80米/分（262英尺/分）。

對於斜油孔加工，機床設（shè）置和刀具夾持也很關鍵。采（cǎi）用推薦的最大刀具跳動量30微（wēi）米（0.00118英寸），始終使用優質（zhì）刀架CoroChuck™或冷縮裝（zhuāng）配變型。

微量潤滑的因素

為了實現性能優化，最關鍵的是（shì）要控製好微量潤滑的流量和壓（yā）力。CoroDrill 865標配（pèi）有適用於微（wēi）量潤滑的接柄，但微量潤滑係統的選擇需要仔細考慮。

單通道係統在機床的背（bèi）後在冷卻（què）液管道前使微量潤（rùn）滑的油（yóu）和空氣（qì）混合，通過（guò）主軸到刀（dāo）具完成混合。可使用標準（zhǔn）的刀（dāo）柄，但是由於聚集在主軸上的重力作用，會導致（zhì）潤滑油滴出，使（shǐ）微量潤滑出油量產生波動。相反，雙通道係統在主（zhǔ）軸上和主軸端部使微量（liàng）潤滑的油和空氣混合。這使得空氣壓力更高，微滴尺寸均勻，在（zài）鑽深孔或排屑至關重要的其它應用時最適合。

最（zuì）後，正確應用CoroDrill 865，可讓曲軸生（shēng）產線（xiàn）滿產能運行，可精確加（jiā）工（gōng）深度為25倍切削直徑（jìng）的斜油孔，其可靠性高，鐵屑控製優異。

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