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汽车工业面铣刀的发展

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:54:26

在现代汽车工业中，平面铣削应用极为普遍。为适应汽车工业的需要，工具制造厂商也推出了铣削铸铁及其它材料的铣刀和刀片系列。这些刀具、刀片使得加工效率和零件表面质量都得到大幅度的提高。

Valenite公司为适应汽车工业需求开发的QC铣削刀片

在早期的汽车生产线上，每个工位要在固定的节拍时间内完成一个工序的加工。然后，工件被传送到下一工位，这种传送只能等最慢的工序加工完成才能进行，这时每道工序的切削速度、进给量、走刀次数都是固定不变的，某一道工序需要换刀就要整条生产线都要停下来，因此刀具寿命对生产效率的影响非常突出。Valenite公司产品发展部经理Reiterman提出：刀具寿命为半个班、一个半班都是不好的，刀具寿命能稳定地达到一个班，使换刀在下班之后进行是最起码的要求。下一个目标才是增加刀具寿命到2、3或4个班。

选用高硬度、高强度的刀具材料，再附以适当的涂层，是延长刀具寿命的首要措施。但是，Reiterman认为，改进刀具几何形状，也是增加刀具寿命的重要手段，特别是铣削铸铁时。他指出，在汽车工业中，加工一系列合金铸铁，包括灰铸铁、球墨铸铁和高密度球墨铸铁。这些铸铁都有不同的加工特性，其中灰铸铁含有网状硬组织，表现为脆性，加工时，刀具易产生崩刃；球墨铸铁和高密度球墨铸铁有一定塑性，可产生铁屑，但刀具切出时，工件也会产生"翻边"，导致刀尖损坏。Reiterman还指出，同样的工件铸造过程不同，其加工性能也不同。例如，薄断面、快速冷却会使铸件产生特硬、难加工的表面。另外，加工性能也可能因铸造的批次不同和配料的批次不同而有所不同。

刀片正的径向前角和负的轴向前角(见图5)具有与图4相反方向的剪切作用。由于刀片采用立装型式，刀刃的下部有较强的实体支承，增加了刀刃强度。负的轴向前角使切削力向着主轴，铣刀工作稳定。而且，负的轴向前角能使最早切入工件的"冲击点"离开刀尖，对刀尖起保护作用。

Fix-perfect铣刀带有刮光刀片，可用于粗铣和精铣。表面粗糙度可达32(轮廓均方根偏差值)，这样可减少一次精铣加工，也减少了循环时间。

刀具要适应汽车各类零件材料的变化

由于铸铁的坚硬性和很高的抗压强度，并且能铸成很复杂的形状，所以一直是用于制造汽车发动机箱体和其它零件。后来在CAFE(Corporate-average-fuel-efficiency)等的推动下，开始在轻型运载工具上减少重合金的用量。1980年，按照美国铸造协会规定，家用汽车控制在600磅铸铁，到1999年，其平均值降了近一半，达到325磅，预计2006年降到230磅。另一方面，制铝业分析预测，汽车铝件的应用在5年内将上升50%，从2000年的250磅/辆，到2005年将达到380/辆。

在大量生产中加工铝件，需要用聚晶金刚石(PCD)刀具。加工时产生的切屑是PCD刀具损坏的主要原因。

要保持PCD刀具切削刃的完整，最好是使切削负荷均匀分布到每个铣刀刀齿上。因此，精密调整(特别是轴向)是延长PCD铣刀寿命的重要手段。如Ingersoll铣刀的Flex-Lok刀垫能允许对立装刀片进行精密调整，然后用桶形螺钉把刀片固定。这样，铣刀上每个刀片的负荷是均衡的，从而可获得最长的刀具寿命。

加工铝合金对刀具几何角度有特殊的要求，航空工业用铝合金，因其粘性大、硅含量低，所以应采用大的正前角刀具；对于汽车工业用含硅量高的铸造铝合金，就不必用太锋利的正前角，而应以稳定、耐用为主。因此，大多数的汽车制造厂商加工铝合金，都选用较小的轴向和径向正前角。

另外，现在有些汽车零件采用淬硬加工，以提高生产率和降低成本。如加工淬硬的黑色金属，可选用装有CBN或陶瓷刀片的铣刀。

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