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汽車零部件加工中刀具（jù）的運用實踐研究

2021-7-23 來（lái）源：安徽省小小科技股份有限公（gōng）司作者：程春利江子傑

摘要：當前，汽車零部件加工標準顯著提升，其精密製造不僅要保證加工質量，還要（yào）減小體積。汽車零（líng）部件加工技（jì）術含量高、工藝複雜，為了達到整（zhěng）車輕量化發（fā）展的需求（qiú），人們需要提高刀（dāo）具的加工速度（dù）、精度與效率。本文簡要分（fèn）析了汽車零部件加工中數控刀具和特製刀（dāo）具的選擇及（jí）運用方式，以期為汽車零部件加工提供思路。

關鍵詞：汽車零部件；加工；刀具；運用實（shí）踐

汽車零部件加工（gōng）屬於精密製造技術，工藝流程比較複雜，零部件加工質量和體積要求較高。當前，人們要提高刀具加工速度、精（jīng）度與效率，滿足整車輕（qīng）量化發展的需求。因（yīn）此，本文重點研究了汽車零部件加工中刀具的運用（yòng）實踐。

1、汽車零部件加工中（zhōng）數控刀具的運用實踐

數控刀具種類繁多，不同汽車零部件加工對於數控刀具有不同（tóng）的需求，因此在選擇數控刀具時，一方麵（miàn）要保證其符合實際加工情況，另一（yī）方（fāng）麵要注重數控刀具運（yùn）用的經濟性。在汽車零（líng）部件（jiàn）機械化加工過程中，要合理確定切削參（cān）數，以提高零部件加工的質量與效率（lǜ）。隨（suí）著CAD/CAM技術的發展，可以將CAD設計數據直接用於數（shù）控加工中。值得一提的是，DNC微型計算機（jī）和數控機床之間的連接（jiē）使整個（gè）設計、過程計劃和（hé）編程過程都在計（jì）算（suàn）機上完成，並且通常不需要輸出特殊的過程文檔。數控刀具實物圖如圖1所示。

圖1 數控刀具

部分（fèn）汽車零部件外部結構較為（wéi）複雜，工作麵較多且呈現出不同的角度，因此要根據零部件表麵的尺寸、外部（bù）輪廓、凹凸程（chéng）度等選（xuǎn）擇最合適的加工刀（dāo）具。比如，立銑刀（dāo）通常用於加工平麵（miàn）零件的外圍輪廓；球頭銑刀、環形銑刀、圓錐銑刀和盤式銑刀通常用（yòng）於（yú）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（dǐng）部閉合距離，因此球頭經常用於表麵處理。通常情況下，平斷麵銑刀具有加工效（xiào）率高、質量佳的優勢，因此如果沒有切割等特殊性（xìng）的加工需求，一般選擇（zé）平斷麵銑刀進行汽車零部件的粗（cū）加（jiā）工。在選擇數控刀具時，要嚴格考察刀具（jù）生產廠（chǎng）家的資質，主要包（bāo）括產品合格率、售出產品的退（tuì）貨率、刀具加工精度等（děng），雖然性能較好且使用壽（shòu）命長的數控刀（dāo）具價格較高，但它（tā）能（néng）夠顯著提高零部件加工質量及（jí）效率，從長期發展角度（dù）來看，長期所獲收益遠大（dà）於短期的數控刀（dāo）具購進（jìn）成本，因此要根據實際（jì）情況，盡量選擇商譽度（dù）高、價格適（shì）中的刀具生（shēng）產廠家。

在汽車零部件機械化生產中，刀庫具有自動（dòng）化、智能化的特點，能夠根據工序自動更換刀具，檢查刀具性能是否完好等。因此（cǐ），編程人員需要深入了解實際加工工作，掌握每條生產（chǎn）線所生產零部件的特點，確定刀具參數，並根據生產線中不同的工序，確定刀具的功能（néng），繼而選擇相應的刀具。當前，我國汽車零部件加工（gōng）機床道具係統較為龐雜，每種刀具（jù）用途不同，編程人員還需要掌握刀具相關知識，以滿足（zú）實際加工需求（qiú）。

部分汽（qì）車零部件加工（gōng）企業機械化程度不足，雖然引進了數控機床，但還沒有實現智能化加工，當切換生產線或更換工序時，其需要人工進行換（huàn）刀、調試（shì）等操作，不僅浪費時間，還會增加人力成本。對於此類加工方式，要合理布置切削刀具的順（shùn）序。首先，要盡量減少刀具使用數量，降低更換（huàn）次數；其次，夾緊（jǐn）工具後，應完成所有可以執行的加工步（bù）驟，盡量提高刀（dāo）具的利用率；再次（cì），即使是相（xiàng）同尺寸和規格（gé）的工具，也應分別使用粗加工和精加工工具；最後，當前汽（qì）車零部件講（jiǎng）求“以（yǐ）車代磨（mó）”，即省略粗加工環節，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，降低生產成本（běn）。為此，應在保證加工質量的基（jī）礎上對比粗加（jiā）工、半精加工、精加工的成本（běn），繼而選擇合適的（de）加工模式。

刀具使用後（hòu），要將其合理（lǐ）保存在（zài）刀庫（kù）中，如果（guǒ）刀（dāo）庫安（ān）裝智能檢測等裝置，則隻需要檢查裝置上顯示的代碼，以確定刀具數量及質量。如果刀庫以人工管理為主。管理人員需要詳細檢查刀具是否有（yǒu）損壞、刀（dāo）具性能是否完好等，當（dāng）刀（dāo）具不（bú）合格時，要及時更換，避免加工中刀具斷裂而影響加（jiā）工進度。

2、汽車（chē）零部件加工（gōng）中特製道具的運用實踐

在整車行業低迷的（de）背景下，汽（qì）車零部件行業的發展麵臨著諸多困境。首先，國家加大對汽車零部件（jiàn）生（shēng）產環保、安全的管控，因此加工企業需要更新加（jiā）工技術與設（shè）備，經營成本增加。其次，汽車零部件加工行業（yè）競爭激烈，產品同質化問題嚴重，要想獲得競爭力，汽車零部（bù）件（jiàn）加工企業需要不斷創新生產技術，切實提高產量、生產效率及（jí）產品（pǐn）質量。基（jī）於此，汽車零部件加工（gōng）企業要采取有效的生產成本（běn）控製策略。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（zhōng）所使用的刀具屬於特製刀具。下麵（miàn）分析支承軸承孔加工刀具的應用。

2.1 機床中的特定（dìng）應用

支（zhī）承軸承孔加工包括粗加工及精加工兩（liǎng）道工序。在粗加工（gōng）工序中，要使（shǐ）用硬度大、使（shǐ）用壽命長的刀具，以適應快速（sù）粗加工速度和大量（liàng）切削刀具的要求。精（jīng）密加工應選擇精度更高、強度高的刀具，以提高加工精度。在（zài）加工支（zhī）承軸承孔時（shí），要根據加工麵的特點確定刀（dāo）具參（cān）數，以免刀（dāo）背（bèi）與工（gōng）件之間產生相互幹擾。具體（tǐ）工具參數如表1所示。

表1 刀具參數

在進行特定處理之前，應先設置工具。設置刀具時，要進行（háng）定位操作（zuò），保證支承（chéng）軸承孔加工位置的準確性。在設定換刀點時，有必要結合實際的加工需求，以避免換刀點位置過遠或過近，影響加工效率及質量。

2.2 優化用（yòng）於加工支（zhī）承軸承孔的刀具

在傳統的支承（chéng）軸承孔機械（xiè）加工方式中，將粗加工與精加工分為兩道工（gōng）序，分別選擇加工刀具。一方麵，此種方式需要使用數量較多（duō）的刀具，會提高生產成本；另一（yī）方（fāng）麵，兩道工序需要更替，需要進行換刀，會延長加工時間。因此（cǐ），要優化用於加工支（zhī）承軸承孔的刀具，當前有兩種優化方案（àn）。一是優化刀具的相關參數，如（rú）刀具（jù）的規格、刀具強度、刀具韌性（xìng）等，以增強刀具的耐用性，繼而滿足不同工序的加工需求。二是使用組合刀（dāo）具（jù），即將粗加工與精加工兩道工序合並，選擇既能夠滿足粗加（jiā）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（gōng）具和（hé）銑削端（duān）麵工具（見圖 2），以確保刀片的穩定放置；精加工工具可以與下角刀（dāo）組合使用，該工具由數個單頭鏜刀組成，如圖3所示。

圖2 粗加工刀具與銑（xǐ）端麵刀具（jù）的（de）合並

圖3 精加（jiā）工刀具與下角刀合並

2.3 使用（yòng）新的支承軸承孔加工刀具

陶瓷（cí）刀具是一種耐磨性好、硬度高（gāo）的新型刀（dāo）具，可以加工不同的汽車零部件。根（gēn）據試驗（yàn）數據，陶瓷刀具切削速度、耐用性等（děng）性能遠高於普通的金屬刀（dāo）具，並能夠解決普通刀具加工中消耗大、效率低等問（wèn）題，在汽車零部件加工中具有廣泛的應用前景，並（bìng）且能夠顯著提高汽車零部件（jiàn）加工的效率與（yǔ）質量。支承軸承孔加工刀（dāo）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，使用的材料（liào）硬度較（jiào）高，普通（tōng）加工刀具難以實現高精度、高質（zhì）量加工。因此，要選（xuǎn）擇陶瓷刀具。同時，選擇的陶瓷（cí）工具應具有較高的耐磨（mó）性、較高的硬度和良好的彎曲性能。然而，普（pǔ）通陶瓷工具（jù）的（de）脆性較大，因此加工過程中的抗切割性較（jiào）大。為了（le）提高切削工具的（de）強度，應選擇（zé）負前角工（gōng）具。確定切削刀具（jù）後，有必（bì）要選擇科學合理的切削（xuē）參數，以確（què）保加工效果。要（yào）選（xuǎn）擇較大的切削深度，以減少加工時間並（bìng）提高加工效率。

確定進給速（sù）度時，應綜合分析加工表麵的粗糙（cāo）度、零件的剛度和刀（dāo）片的強度。如果（guǒ）零件剛度和機床功率允許，則可以選擇更高的速度。經過切削試（shì）驗後，對零件（jiàn）的餘量進行比較和分析。結果發現，該餘量減少了（le）0.5~3.5 mm，基本上達到了粗（cū）磨餘量要求。

3、結語

當前，機械加工已經成為汽車零（líng）部件的重要發展（zhǎn）趨勢，因此要（yào）注重數控刀具的選擇及參數（shù）的確定。同時（shí），要（yào）不斷優化刀具的使用方（fāng）案，比如，采用組合道具（jù）或優化刀具結構，以減（jiǎn）少刀具使用數量，增加刀具的耐用性。此外，要加大對數控刀具的研發力度，運用新型加工刀具（jù），比如，防震S-可換頭SMSR刀具有不同的規格，鎖緊部采用M螺紋形狀，能夠與硬質合金杆配套使用，采用（yòng）正（zhèng）前角切削刃形狀的42°～45°強螺（luó）旋角、不等分割及不等排屑槽設計。另外，人們（men）要選擇（zé）抗氧化性、抗熱性高的材料，每個切削刃口需（xū）要設有內冷孔（kǒng），給切削刃口提供充分的切削液，改善粘刀問題並一致加工振動，該方法可廣泛應用於與（yǔ）鈦合金、耐熱合金等（děng）有（yǒu）關的汽車（chē）零件加工。

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