济南特瑞数控刀具有限公司

高速切削加工是汽车零部件制造方面的新优势

     对于有大量材料需求移除的工件,具有复杂结构或超薄结构的工件(如发动机机体、缸盖,汽车覆盖件模具等),传统上需要花相当长的机动工时以及设计更快速、产品周期短的工件,通过高速加工中心加工均能显示出高速切削所带来的优点。

汽车发动机及其配件的制造技术

     用高速加工中心组成高效的柔性生产线具有小型化、柔性突出以及易于变更加工内容等显著特点,为了发挥以车削加工中心和铣镗类加工中心为代表的高速切削加工技术和自动换刀功能的优势,提高加工效率,对复杂工件的加工尽可能采用集中工序的原则,即要求再一次装夹中实现多道工序的集中加工,淡化传统的车、铣、镗、螺纹加工等不同切削工艺的界限,充分发挥设备和刀具的高速切削功能。

     同时,对刀具也提出了多功能的新要求,要求一种刀具能完成工件不同工序的加工,减少换刀次数,节省时间,已减少刀具的数量和库存量,有利于管理和降低制造成本。较常用的多功能车刀、铣刀、镗铣刀、钻、铣螺纹、倒角等刀具。在批量生产线上使用一些针对性的工艺策略,还需要开发专用刀具、以提高加工效率和精度,减少投资,专用刀具加工效率可将零件的加工时间降至原来的10%以下,效果十分显著。

汽车覆盖件及零件磨具的加工新技术

一种型号的汽车往往需要上千副零件模具,为了尽快适应新车型的需要,汽车内、外覆盖件模具和其他成形模具等都必须缩短制作周期和降低生产成产。汽车的内外覆盖件、仪表盘等大都采用注塑模具批量制造,而这些注塑模具一般都是复杂行腔和薄壳结构,普通的切削加工往往不能同时满足表面粗糙度、弯曲度的精度要求,为此还需要以适当的手工精修加工。因此,高速切削加工是此类模具加工制造的首选工艺方案。模具经过高速、少切削精加工后,钳工修模工作量大为减少,模具制造周期可缩短40%.

1.高速铣削技术

高速铣削技术在加工三维曲面、超硬材料方面具有显著优势。用高速铣削方法加工模具,不仅采用高转速、大进给,且粗、精加工可以一次完成,大大提高了覆盖件模具的加工效率。采用高速切削加工硬度60HRC以上,表面粗糙度Ra=0.6μm的淬硬钢模具时,可以达到磨削加工的水平,效率比电加工高数倍,不仅节省了大量的修光时间,还可以代替绝大部分的电加工工序。

例如,汽车覆盖件模具大多由各种自由曲面构成,高速铣削用高转速、小切深、大进给的加工方法,能提高模具的制造精度,延长模具的使用寿命,从而提高注塑件的质量。而且在大进给速度条件下,高速铣削机床具有高精度定位功能和高精度插补功能,特别是圆弧高精度插补,又如,对于前围挡板冲压模具的精加工,主要应保证型面的质量。一般情况下,大面积精铣时要求铣削过程中不更换铣刀或刀刃,一次完成整个型面的铣削,这对铣刀的精度和耐用度要求相当高,利用高速切削的技术特征,选用高速切削速度、微进给量和多次切削的精加工工艺,可以满足覆盖件模具自由曲面加工的要求。为保证冲压过程中容易进料应使用加工刀纹与冲压材料进料方向一致,因此宜采取射状走刀。

2.高速进给切削技术

作为提高生产效率的关键技术,除了高速切削,还有高速进给技术,在切削速度保持不变的前提下,提高进给速度可以成比例地提高切削效率。在切削深度比较浅的情况下,采用大的进给量进行切削加工时,刀具的刃口必须具有特定的形状。

为了避免发生振动,进给分力在总切削力中所占的比例不得超过主切削力。在切削深度比较浅,而且工件材料经过适当热处理的情况下,进给速度可以从380~500mm/min。提高到 540~620 mm/min。

高速进给技术的另一个特点是,在生产率相同的前提下可以减少机床载荷,相应的功率消耗也少,刀具磨损也会减少,但是采取高速进给切削技术也免不了必要的投资,也就是该机床的工作台必须具有高速进给功能。

此外,高速进给加工技术的真正优势在于,在一次性的加工工序完成以后,不需要再使用其他工具进行后续加工,高速进给切削技术的推出,不仅提高了生产效率,而且提高了投资效益。

结语

汽车产品向节能化、小型化、电动化发展已成为必然趋势,尤其是汽车产品的多样化、车型覆盖的宽领域、大批量生产的快节奏,这些特点对制造工艺和装备提出了更高的要求。高速切削加工势必引领汽车零部件加工的新趋势。