摒棄多把刀具的繁雜,僅需一把銑削刀具,提升鋁材料加工
汽車(chē)行業(yè)面臨著一個(gè)關(guān)于“重量”的進(jìn)退兩難的困境。例如2017年在美國(guó)生產(chǎn)的所謂輕型車(chē)輛,平均重量達(dá)4,044磅——所以說(shuō),它們并不總是名副其實(shí)。新的零部件和技術(shù)使車(chē)輛重量增加,但同時(shí)從環(huán)境方面考量又要求制造商要想辦法減輕重量。作為輕型材料的金屬鋁能夠解決這個(gè)難題,但是它的銑削和加工面臨挑戰(zhàn)。在本文中,全球金屬切削領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)山特維克可樂(lè)滿(mǎn)汽車(chē)部的全球經(jīng)理愛(ài)德華多·德波諾 (Eduardo Debone) 為我們講解如何通過(guò)單工序銑刀擺脫困境。
金屬鋁將永遠(yuǎn)被視為可以“成就飛行夢(mèng)想”的材料。鋁材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用甚至早于1800年代晚期第一架飛行器的誕生,即:斐迪南·馮·齊柏林伯爵 (Count Ferdinand Zeppelin) 所打造的著名的鋁框架同名飛艇:齊柏林飛艇。鋁材料的輕量特征使其時(shí)至今日依然受歡迎。例如其應(yīng)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),有助于大幅減輕車(chē)輛重量和節(jié)約燃油
再比如,同樣是交通領(lǐng)域,一輛歐洲載客轎車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)通常包含大約80千克鋁材料,這使得諸如發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱這類(lèi)部件成為倍受關(guān)注的減重措施首選。鑒于鋁材料越來(lái)越受歡迎,機(jī)床刀具制造商就需要專(zhuān)門(mén)的切削刀具解決方案來(lái)使金屬鋁成為更理想的工件材料佳選。
零件復(fù)雜性
氣缸體是車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)件,其負(fù)責(zé)容納若干移動(dòng)部件,這些部件合力生成車(chē)輛移動(dòng)所需的動(dòng)力。多年來(lái),氣缸體都是由鑄鐵材料打造的,但如今的乘用車(chē)為了減輕重量普遍選擇鋁合金材料。
在汽車(chē)零部件生產(chǎn)中,氣缸體的制造所涉及的機(jī)床數(shù)量最多,工藝流程也往往較為復(fù)雜,且所允許的公差范圍小。一些關(guān)鍵和復(fù)雜的汽車(chē)零部件 (如氣缸體) 的粗加工和精加工是一個(gè)昂貴且耗時(shí)的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程需要用到若干不同刀具,這就意味著裝夾調(diào)試的頻率增多且需要更多冷卻液來(lái)降低摩擦加劇而產(chǎn)生的熱量。
發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋也是同樣關(guān)鍵的部件,往往也使用鋁材料打造。氣缸蓋負(fù)責(zé)將空氣和燃料輸送到燃燒室;同時(shí)由于它位于氣缸體頂部,所以也負(fù)責(zé)容納多種部件,如氣門(mén)、火花塞和燃料噴射器等。同氣缸體一樣,氣缸蓋也需要復(fù)雜精細(xì)的高質(zhì)量加工。
的確,鋁材料比鑄鐵材料要輕,但同時(shí)它也要軟得多。因此,糟糕的工件表面質(zhì)量、產(chǎn)生毛刺以及不均勻的刀具磨損都是常見(jiàn)現(xiàn)象。那么,汽車(chē)制造商該如何戰(zhàn)勝這些挑戰(zhàn),縮短生產(chǎn)周期、提高表面質(zhì)量和節(jié)約成本呢?
“一序到位”的單工序解決方案
作為金屬切削領(lǐng)域的專(zhuān)家,山特維克可樂(lè)滿(mǎn)發(fā)現(xiàn):創(chuàng)新的本質(zhì)在于簡(jiǎn)單。以單工序解決方案取代多刀具進(jìn)行面銑加工,鋁材料加工方面的很多難題都可以迎刃而解。所謂單工序解決方案采用的是多功能型銑削刀具,即:同一把刀具可提供粗加工和精加工兩種能力,因此減輕了鋁材料所承受的切削力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高品質(zhì)的加工效果。
山特維克可樂(lè)滿(mǎn)的鋁材料加工解決方案包括若干獨(dú)特的專(zhuān)利刀具設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)無(wú)故障、精準(zhǔn)且無(wú)毛刺的銑削加工。其中包括我們的 M5C90鋁材料銑刀,屬于M5產(chǎn)品系列,專(zhuān)門(mén)用于氣缸蓋、氣缸體及所有鋁材料零部件的粗、精面銑加工,推薦用于大切寬銑削,不適用于薄壁零部件。該刀具能夠完成從粗加工到精加工的整個(gè)工藝過(guò)程,一序到位。
至關(guān)重要的是,該刀具能夠僅僅通過(guò)一次走刀就完成從粗到精的整個(gè)銑削過(guò)程,且很多情況下,銑削深度可高達(dá)六毫米。我們已經(jīng)見(jiàn)證了其顯著成效:刀具壽命延長(zhǎng)了五倍之多,生產(chǎn)周期縮短了足有200%。
M5系列刀具的一個(gè)關(guān)鍵特性是其階進(jìn)技術(shù)。一系列精準(zhǔn)而耐用的多晶金剛石 (PCD) 刀片按照?qǐng)A周環(huán)形布局,一層一層逐漸、少量地剔除工件材料,包括軸向和徑向。此外,刀具的最后一個(gè)齒采用wiper修光刀片設(shè)計(jì),保證出色的表面質(zhì)量和平面度。wiper修光刀片和其他刀片的位置都是固定的,因此這也取消了復(fù)雜而耗時(shí)的調(diào)刀工藝。雖然一個(gè)汽車(chē)鋁部件的整個(gè)制造過(guò)程需要若干刀具,但這一多功能性的解決方案使鋁材料在加工過(guò)程中免于承受很多切削力。
作為汽車(chē)行業(yè)持續(xù)的環(huán)保性能追求的一部分,選擇恰當(dāng)?shù)牟牧蠈⒊蔀檐?chē)輛減重策略不可缺少的一部分。同時(shí),諸如M5C90鋁材料銑刀這樣的刀具所實(shí)現(xiàn)的更簡(jiǎn)單的加工方法為制造商提供了一種能夠滿(mǎn)足復(fù)雜的鋁材料各種加工要求的方式。如此看來(lái),也許,鋁材料可以順理成章地成為解決汽車(chē)行業(yè)“重量”困境的一劑良方。
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山特維克可樂(lè)滿(mǎn)金屬切削技術(shù)在線學(xué)習(xí)