隨著汽車行業的發展，新的產品技術、工藝、設備和材料的出現，對汽車高壓管件行業刀具提出了新的挑戰。發動機作為整車最重要的大總成，其減重對于整車的輕量化意義重大。實現發動機輕量化的途徑主要有幾種方案：選用鋁合金、鎂合金和高壓管件工程塑料等輕質材料代替灰鑄鐵等傳統材料;功能組件的結構形式優化和輕量化;功能相近的組件集成化或模塊化;對發動機中的關鍵高壓管件零件(如曲軸和連桿)進行結構優化。
為實現發動機小型化輕量化要求，鋁缸體的表面采用缸體噴涂技術，通過開發涂層工藝，進一步減少了活塞和發動機氣缸之間的摩擦。相應的高壓管件刀具公司研發了此工藝刀具，如Mapal和Guehring公司。在此工藝基礎上，MAG公司正在推廣專用加工中心進行鏜削來代替珩磨，而不再使用昂貴的珩磨機。另外，發動機連桿的結構優化也十分明顯，在確保工件強度和剛性的前提下，其桿部至圍繞大頭孔部分都進行了瘦身。采用組合式空心凸輪軸。組合式空心凸輪軸是由鐵基粉末冶金材料制成凸輪，然后用燒結或機械的辦法將凸輪固定在空心鋼管上。與鑄鐵件相比，高壓管件中空裝配式凸輪軸減輕質量25%～30%、降低生產成本，提高整機性能等方面具有傳統凸輪軸無法比擬的優勢。此外，3D打印制造技術給內燃機提供了全新的發展前景，它使得制造廠商可以利用分層材料制造高壓管件零部件，并減輕裝配操作強度和優化發動機部件數量。這種技術的好處顯而易見，即便于整合和優化零部件。
另一方面，汽車制造屬于傳統制造業，汽車高壓管件刀具的主要發展趨勢是向高效、精密、柔性及自動化的方向發展。第一是適合高速加工，實現高壓管件高速加工則涉及到材料與涂層技術;第二是適合硬質件加工，可以簡化工藝、節約成本且具有柔性;第三是適合干式加工，Boehringer長期致力于車削加工，目前研發以車代磨，有望在不久的將來突破。以后高壓管件曲軸加工就不用磨削;可實現干式加工;第四是適合復合加工，例如新能源電動機加工中大量使用復合刀具。
國內刀具現狀
目前我國的高壓管件刀具企業大部分都是大中型國有工具企業，而工具行業發展的重要特點是專業化問題，工具企業應該走小而專，專而精，精而深這條道路。將來中國工具行業大部分是中小型企業，少部分是大型企業。
在國外廠商加大市場營銷力度的形勢下，國內的工具廠商也加強了與國內汽車廠商合作，幫助汽車廠商解決了高壓管件實際問題。但國內工具廠商的產品還無法真正替代國外的產品，存在質量不穩定、售后服務暫時無法跟上的問題。
同時，設計開發能力不足、設計技術落后、設計基礎數據匱乏等一系列技術開發問題，也一直困擾著國內刀具行業。由于高壓管件國內刀具制造廠商還是停留在技術消化、測繪、仿制及實現國產化的層次上，因此沒有充分掌握設計技術的核心環節，相比國外的工具企業，國內刀具制造廠商的生產制造技術和生產設備比較落后。而在生產過程中，表現出的問題是產品的一致性較差。雖然高壓管件國內刀具制造廠商生產的部分刀具比國外的刀具壽命長，但從使用角度來說，轎車刀具最主要的要求是產品的壽命要持續穩定。使用管理學中著名的“木桶定律”來解釋，即任何一塊組成木桶的木板短于其他木板，水就會在較短的木板處流失。國外著名企業刀具切削對比實驗報告顯示，國外產品處于某一壽命值附近變化，而這也是中國廠商需要提升的部分。這就需要國內企業提高生產制造水平和質量意識，提高產品性能一致性。
從汽車產業發展來看，目前面臨著高壓管件經濟轉型與技術創新雙重驅動兩大背景，想要深耕汽車行業的刀具企業，還要在產品研發、技術創新、服務、人才培養及品牌建設等諸多領域修煉內功。在行業協會、研發單位和企業院校等多方協同下，國產刀具在汽車市場中，道路會走得更穩健。
同時，國外刀具廠商很少參與專利刀具產品的仿制與優化，而國內刀具廠商對于知識產權的保護重視不夠，在刀具原始設計能力方面明顯表現不足。
刀具的應用
一般在高壓管件機加工生產線規劃投產以后，刀具已完成基本選型，但大批量生產后還會出現很多問題，在投產一年的時間后，不僅消耗大、成本高，而且刀具供應速度不足。對此，通過技術優化，使問題得到了解決，成本也大幅度下降。
刀具的替代一般有兩條途徑：國外廠商的同類產品代替;國內本土的產品代替。相比較而言，第二種方法的實施會有一些困難，但必須做這些工作，而且需要長期不懈地做，且通過及早選擇本土的產品代替，可有效解決產品及時共贏的問題。
刀具的使用也是非常重要的一環，首先要對操作工人進行簡單的技術培訓，更重要的是使用方面的培訓，特別是安裝的條件和如何安裝。例如，HSK刀柄刀具安裝，首先要用HSK清潔工具清潔，手盡量不要碰到HSK連接部分，要保證機床主軸跳動在0.005～0.010等。而這些簡單的要求，工作人員常常不按照此要求做，影響了刀具的壽命。另外，有些絲錐、深孔鉆加工時配有冷卻噴嘴和導套，經常出現工人在刀具安裝時移位，但裝好高壓管件刀具以后沒有使其恢復到原位的問題，這就導致了刀具的非正常消耗。所以在刀具使用過程中，一些簡單的規則不僅要知道，而且一定要照此操作。
有些精度比較高的刀具需要在對刀儀上進行調整，刀具調整的好壞也會影響刀具壽命，如Mapal刀具在刀具調整時要求比較高，需要調整的工作人員責任心強且技術熟練。在高壓管件刀具調整時，首先要選擇比較正確的對刀儀。另外，圖紙上的調整數據是參考值，并不是最合適的，需要進行修正。最后，有些刀具在操作工位上要配備必要的對刀儀，這對刀具二次調整非常有利，有些高壓管件刀具并沒有到達使用壽命，只是尺寸有些變化，在生產線進行二次調整，不僅可減少刀具浪費，還可保證加工質量。
刀具管理是整個刀具工作的提高層次。通過有效的刀具管理，使高壓管件刀具管理工作變得有序，成績比較顯著。刀具管理的整體思路為：在保證質量前提下，為生產一線服務、降低庫存資金，完成生產任務、降低庫存資金，最終達到降低刀具成本的目的。主要有以下三個方面：
第一，采取措施，保證生產。對容易出現供貨困難的刀具，進行多家供貨和本地化供貨，使得選擇多樣化，而不要只依靠一家供貨商。另外，就是采用一些臨時的解決措施，如使用舊刀具重新修磨。最后，加強與其他汽車廠商的合作，如與其他汽車廠商刀具技術人員進行必要的合作和交流，因為對發動機廠商來說，缸體和缸蓋加工用的很多刀具是相同的，在刀具供貨困難時，雙方可以相互支持。
第二，降低庫存資金。對主要的高壓管件刀具制定安全庫存量，到了報警時及時采購。也可以在商務方面尋找解決方案，如通過簽訂一個合同，分批進行發貨的方式。由供貨商備貨，特別是對國內的供貨商，如衍磨條、硬質合金鉆頭等基本上無庫存。
第三，降低成本。目前，對各個高壓管件加工零件的單耗控制還不錯，在國際上與同類汽車制造廠商相比也是較好的。最終目的就是降低刀具成本，最主要的措施是技術優化和本土化，另外也加強了管理，從管理中求效益，如使用、調整及修磨等方面的管理等。
以缸體瓦蓋面加工優化方案為例，原刀具的刀片布局方式加工穩定性較差，如遇高壓管件毛坯余量不均的情況會導致崩刃，瓦爾特刀具采用了刀片立裝和平裝(8+8)的方式，均勻分配每齒切削量，另外平裝和立裝的刀片在切削完4個刃口后通過互換安裝，可以使用到另外4個未使用到的切削刃。這種刀片安裝布局增加了刀片的切削力，并可最大化的利用刀片的切削刃，增加了刀具的壽命，從而達到降低單耗的目的。通過采用瓦爾特的優化方案后，每刃加工壽命由原來的500件增加到每刃700件，壽命提升了40%，以40萬臺發動機產量計算，瓦爾特的解決方案為客戶節約成本將近20萬元。
創新技術
缸孔噴涂技術是指采用熱噴涂技術(電弧噴涂或等離子噴涂)對經過粗化處理的鋁發動機缸孔內壁噴涂一層合金涂層或者其他復合材料，取代傳統的高壓管件缸套。噴涂了涂層后的鋁合金缸體依舊是一體式缸體，涂層的厚度僅僅0.3mm，具有降低發動機重量，降低缸孔與活塞的摩擦和磨損，提高熱傳導，降低油耗和CO2排放等優點。電弧噴射工藝可在氣缸工作表面上形成許多小的氣孔，即使沒有進行珩磨網紋槽加工，這些氣孔也會儲有潤滑油。其結果表明，采用表面粗糙度為Ra0.05um級的鏡面精加工，除了能提高抗爆燃性能之外，對于降低氣缸孔與活塞間的摩擦也有著良好效果。
采用渦輪增壓技術后，對缸蓋座圈加工提出了新的要求，傳統刀具壽命明顯降低，不滿足高速高效的要求。新高壓管件刀具每個角由3個焊接立方氮化硼刀刃一次加工完成，亮點在于有9個刀片在加工，即每個角由3個刀片加工，加工精度高，同時高壓管件刀具的調整時間減小，操作簡單。新的刀具可以將刀具壽命加至10倍以上，同時能夠適應3倍以上的進給速度的高效加工，并能夠滿足更高的加工精度，大大地減小加工和調刀時間。
返回列表
您當前位置: 首頁 > 新聞資訊