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近年來，長城公司轎車發(fā)動機(jī)廠采用世界著名機(jī)床廠家的高速、高效加工中心組建了3條柔性機(jī)加生產(chǎn)線，與世界著名刀具廠家美國肯納公司一起，結(jié)合所加工的產(chǎn)品精心選擇刀具，正在努力實(shí)現(xiàn)高速高效切削。
（1）KSCM-AluMill面銑刀
在缸體和缸蓋生產(chǎn)線，我們將肯納KSCM-AluMill面銑刀用于鋁合金缸體和缸蓋的平面銑削加工。此刀具由鋼制刀盤和鋁制刀體組成，在保證足夠剛性的前提下減輕了重量，而且雙金屬結(jié)構(gòu)也減少了加工振動。該刀具具有高金屬去除率、低加工毛刺及高加工效率等特點(diǎn)，非常適用于高速切削。KSCM-AluMill面銑刀有5種形式的刀夾，不同刀夾相互搭配用于粗銑和精銑，可達(dá)到不同的表面粗糙度，也可同時安裝粗銑和精銑刀夾，粗精加工一次完成，縮短加工時間，提高工作效率。
實(shí)際加工中我們選用了適用于加工低硅鋁合金，具有高耐磨性、高壽命的KD1415和KD1420兩種PCD切削材料刀夾。KD1415刀片硬度較高，適于加工余量均勻，硬度一致的表面，因此將其用于缸體、缸蓋上下和前后表面的精加工；KD1420刀夾，刀片韌性較好，適用于余量不均勻，硬度不一致的表面，將其用于粗加工。精加工后，缸體、缸蓋上下面、前后面等大平面的平面度誤差最大不大于0.02mm，最小達(dá)到0.0034mm，平均平面度誤差不大于0.01mm，表面粗糙度低于Ra0.8，加工節(jié)拍滿足要求。KSCM-AluMill面銑刀更換刀夾時，僅做軸向調(diào)整，不需要徑向調(diào)整，具有調(diào)整方便、調(diào)整時間短和調(diào)整精度高的特點(diǎn)，在長城公司實(shí)際使用時實(shí)現(xiàn)了軸向調(diào)整偏差不大于0.003mm，使切削負(fù)荷均勻分布到每個刀齒上，有效地延長了刀具壽命。經(jīng)幾個月的試加工，KSCM-AluMill面銑刀鋁合金加工效果良好。
僅舉缸體頂、底面精銑為例，頂面精銑刀盤Φ100、Z12（9個精銑刀夾、3個修光刀夾），修光量0.008＋0.002mm，整體焊接PCD刀片；加工參數(shù)：V＝2500m/min，fz=0.12mm/z，Vf＝11.5m/min；精銑后實(shí)測試件，表面粗糙度Ra0.8，平面度誤差＜0.004，節(jié)拍滿足要求。底面精銑刀盤Φ200、Z24（18個精銑刀夾，6個修光刀夾），加工參數(shù)：V＝2500m/min，fz=0.12mm/z，Vf=14.3m/min；加工后實(shí)測試件，表面粗糙度Ra0.8，平面度＜0.004mm，節(jié)拍滿足要求。
（2）復(fù)合加工刀具
復(fù)合加工是提高加工效率的一個非常有效的手段，幾個加工內(nèi)容用一把刀在一次加工中完成，減少了換刀次數(shù)，節(jié)約了輔助時間，提高了生產(chǎn)效率。階梯鉆是最簡單也是最常見的一種復(fù)合加工刀具，帶倒角刃的鉆頭就是最簡單的階梯鉆。在缸體、缸蓋孔系加工中，孔口需要倒角的鉆孔加工都選用了這種簡易階梯鉆，取得了良好的效果。例如，肯納直槽180°頂角TX階梯鉆頭，鉆孔時徑向力幾乎為零，4條直線刃帶沿圓周對稱分布，導(dǎo)向性好，兼具修光作用，使鉆孔的直線度和位置度得到大幅提高。缸體和缸蓋孔系加工中，選用的另一種復(fù)合鉆頭是圓周均布3個切削刃的TF鉆頭，它鉆芯比二刃鉆頭厚、強(qiáng)度高，彌補(bǔ)了硬質(zhì)合金韌性差的弱點(diǎn)；刀尖前端特殊形狀，可自動定心，不需加工中心孔；切削刃多使每轉(zhuǎn)進(jìn)給量增大（切鋁時可達(dá)20m/min），強(qiáng)度高，可進(jìn)行高速切削（切鋁時最高可達(dá)1000m/min），從而大幅度縮短了加工時間，提高了加工效率，尤其適于深孔加工，尺寸精度最高可達(dá)H9，位置精度最高可達(dá)±11μm，粗糙度Rz20~25。
在曲軸生產(chǎn)線上，主軸頸及前后端軸頸的加工全部使用了KM工具系統(tǒng)。KM工具系統(tǒng)由美國肯納金屬（Kennametal）公司及德國WIDIA公司聯(lián)合研制，其基本形狀與HSK很類似，也是采用了1:10的空心短錐配合和雙面定位方式。其主要的差別在于夾緊機(jī)構(gòu)的不同，KM刀柄是使用鋼球斜面鎖緊，夾緊時鋼球沿拉桿凹槽的斜面被推出，卡在刀柄上的鎖緊孔斜面上，將刀柄向主軸孔拉緊，刀柄產(chǎn)生彈性變形使刀柄端面與主軸端面貼緊。KM工具系統(tǒng)具有高剛度、高精度、快速裝夾和維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)證實(shí)，KM刀柄的動剛度比HSK系統(tǒng)更高。
在曲軸主軸頸、前后端軸頸的車削加工中使用了KC9315等涂層硬質(zhì)合金刀片，該刀片CVD復(fù)合涂層中有很厚的K-MTCVD氧化鋁層，抗磨損性能極佳，厚的KMTCVDTiCN涂層確保了長壽命，可以進(jìn)行高速連續(xù)切削或者輕微斷續(xù)切削，特別適合加工灰口鑄鐵或延展性鑄鐵。在曲軸加工中切削速度達(dá)到223m/min，節(jié)拍滿足要求，實(shí)現(xiàn)了高速、高效加工。
