領先曲軸(zhóu)加工刀具技術 助力汽車工業發展
發布時間:2014-2-10
工件形態和獨特工藝所決定的(de)大批量、高質量要求,以及特殊解決方案使曲軸(zhóu)加(jiā)工成(chéng)為汽車工業金屬加工的“超級聯賽”。
在(zài)內燃機中,曲軸的作用是將活塞的往複運動(dòng)轉化為旋轉運動。這就意味(wèi)著劇烈的加速和減速,並伴隨高彎(wān)曲變形、高扭矩和振動衝擊,導致非常高且多變的應力。
如此極端(duān)化的應力需要精心的設計和計算、選擇合適(shì)的材料(liào)以及批量加工(gōng)工藝。這些應力集中於(yú)支(zhī)承軸頸(jǐng)和平衡塊幅(fú)板之間的圓(yuán)角半徑處以及油孔上,因此需要特別關注這些位置的加工。
當今市場要求汽車製造商供應更(gèng)小的發動機,同時又(yòu)需要滿足更高的(de)功率和速度要(yào)求,這(zhè)進一步增加了曲軸的(de)負荷和應力。於是,製造商不斷地為(wéi)這些(xiē)零件尋找(zhǎo)強度更高的材(cái)料,通(tōng)常包括高合金金(jīn)屬(shǔ)。
球墨鑄鐵是用於較低負荷發動(dòng)機(jī)(主要是汽(qì)油發動機)的標準材料,而大馬力發動機(包(bāo)括(kuò)大多數柴油發動機)則使用較昂貴的合金鋼鍛件。用於(yú)曲軸的鋼種一般都會經過各種熱處理(lǐ),如淬火和回火。在一些特殊的高端應(yīng)用區域(包(bāo)括賽車),曲軸可能直接從圓(yuán)鋼上加工而成。
由於上述條件限製,曲軸加工成為了目(mù)前要求最(zuì)嚴格的大批量金屬(shǔ)切削加工工藝。曲軸生產線也成為了整個汽車製造過程中最(zuì)大的硬質合金消耗者。
加工曲軸兩端(duān)和(hé)軸頸的一種簡單的方式是,在傳統的車床或(huò)車削中心上進行車削。這(zhè)顯然需要從刀柄到加工軸頸表麵之間有充(chōng)足的空間。該方法的好處包括可以使用標準機床(chuáng)、刀具和刀片,以達到高靈活(huó)性和低成(chéng)本。
一台專用機床(chuáng)具備車削和車拉(lā)能力,就可以在曲軸回轉中(zhōng)心上(shàng)對(duì)軸頸進行加工。用於粗加工和精加工的刀片可以同(tóng)時(shí)安裝在同一個刀盤上,一(yī)次完整的切削行程就能加工出一個特(tè)別形狀。其他好處包括重複定位精度、良好的加(jiā)工(gōng)表麵質量、較小的公差、延長刀具壽命、減少換刀次數帶來的機床高利用率以及(jí)縮短加工時間等。車拉加工的缺點是專用機床和刀具的(de)成本較高,以及需要使(shǐ)用大量刀片。一個(gè)更專業的車削方法是運用多齒車刀片,以實現(xiàn)有利於鐵屑控製的降成本努力,以及(jí)不采用拉削動作。
無(wú)論采用什(shí)麽方法,曲軸加工的整體目標包括鐵屑控製、延長刀具壽命、縮短加工節拍和提高產品質量(liàng)。
曲軸通常由幾台專用機床組成的生產線大批量生產。但是,單件加工的方式也可用在一些特殊的交鑰匙項目(mù)中,例如賽車發動機曲軸和(hé)船用柴油機曲軸。
外部(bù)和內部銑削(xuē)則代表了另一種方法,特別是連杆頸加工。如果平衡塊有大餘量需要去除(chú),那麽裝配帶刀片(piàn)的(de)刀塊的銑刀盤(pán)是極具吸引力的選擇。對於這些應用,山特維克可樂滿有超過40年的經驗。油孔鑽削和銑削加(jiā)工是曲軸生產中硬質合金消耗量最大的工序。
在曲軸油孔中,通常孔深是直徑的20倍,因此這是非常(cháng)困難的加工任務。使用最多的工具包括槍鑽以及采用油霧潤滑的硬質合金麻花鑽。高質量精(jīng)加工也必不可少(shǎo),因為鑽(zuàn)孔周圍有可能形成應力集中。
曲軸(zhóu)應用中心
山特維克可樂(lè)滿位(wèi)於德國杜塞爾多夫的曲軸能力中心(xīn)全球解決(jué)方(fāng)案經理StefanKnecht表示(shì):“雖然全世界有好幾百家切(qiē)削刀具製造(zào)商(shāng),但是(shì)隻(zhī)有6家有(yǒu)能(néng)力為曲軸加工提供刀具,而真正(zhèng)推動該領域技術發展的公司甚至更少。山特(tè)維克可樂滿就是這極少數中的一個。”
該能力中心與世界各地的原始設備製造商及機床製造商合作(zuò),項目遍布(bù)大約20個國家。新興市場在這一行業的規模正在擴大(dà),尤其是在中國,該中心最(zuì)近在那裏開設了新的(de)分(fèn)支機構。
總結
曲軸加(jiā)工是汽車(chē)製造中(zhōng)要求最嚴苛的領域之一。所有加工方(fāng)法的關鍵要求都是相同的,包括鐵屑控製、延長刀具壽命、縮短(duǎn)加工節拍以(yǐ)及提高產品質量。