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刀具在数控机床上的应用

在数控汽车零部件自动生产线中的高速加工技术中，刀具的功效发挥极至，使数控技术发挥的更加淋漓尽致！

本文重点介绍加工生产线CYCLE TIME(生产节拍)的概况。

数控汽车零部件自动生产线概述：由CMT汽车刹车支架和排气管高速加工生产线组成。同步引进北美汽车公司并行工程管理模式与管理技术，经营各条自动线生产运行，年加工能力3000pcs，制造节拍1.5～3分钟/ 件。 生产线部分采用复合高速切削加工技术，其机械加工工艺流程反映了当代加工制造业中最先进的技术水平。

具体的情况包括零件毛坯状况：关键零件毛坯均为CMT自行DISA线精密铸造成型的高强度铸铁成形工艺。其高速加工技术要求在批产工艺过程中，材料可加工性能良好、稳定，零件毛坯切削余量控制在（1.2～4）mm±0.3 mm以内。

生产线高速切削刀具、机床及加工印刷机械工艺：其宜州典型技术特点包括，刀具材料的选用，以超硬刀具材料为主。采用CBN、PCD、SiN陶瓷，Ti基陶瓷，TiCN涂层刀具材料加工高强度铸铁件，铣削速度达2200m/min；采用PCD、超细硬质合金刀具加工高Si-mo铸造件，铣削速度也达2200m/min，钻、铰削速度达80～240m/min；采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工钢零件，车削速度达200m/min；采用高Co粉末冶金表面涂覆TiCN 的高速钢庆典用花整体拉刀，以及硬质合金机夹组合专用拉刀，加工各种钢件、铸铁件，拉削速度10～25m/min。

量化线刀具典型结构与加工工艺。零件孔加工刀具采用多刃复合式（刀刃机夹、镶焊组合）结构，以铰、挤削替代磨削，在一次性走刀过程中完成孔的精加工，转速达3000rpm，走刀速度达1.5～3 m/min,精度可达5～7级目前是广泛使用的1种类型，粗糙度Ra0.7μm（枪钻转速3000rpm， Ra2μm）；零件平面铣削刀具多采用密齿、过定位、重复夹紧结构，径、轴向双向可调的高速密齿面铣刀。采用机床主轴内置式U轴、一次走刀完成其球面成形铣削加工；一次走刀铣铰削完成外圆、端面粗加工，替代单刃车削加工工艺。上述专用高速、高效刀具结构不胜枚举，与相应专用数控机床组合成的加工工位，生产节拍为20～40秒。零部件的精度与质量的60%～80% 决定于这些专用刀具及数控机床的精度和质量 。

高速专用数控机床：关键零件的多数加工工艺突破了传统机加工理念，其高速专用数控机床也突破了传统结构设计形式。概括地讲，其机床结构设计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导，以满足整条生产线各加工工位、加工工序生产节拍均衡及稳定的质量与精度要求。在一次往复走刀过程中，高速加工发动机、曲轴各种零部件是按构思设计和制造的。对机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能等各项技术参数，是以各加工工位、工序的具体技术要求，分解”成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简洁、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化在数控系统中。

纵观CMT量化生产线机械制造工艺技术，其刀具切削与进给速度未达到某些理论中的高速切削概念指标，但其生产效率是属于高速加工的范畴。在生产实践中，这种相对低速切削更高效壁厚在13mm以下的退火无缝钢管材的加工技术，通过了市场竞争环境的严格考核。

目前与国外的差距

由于种种原因，一些高速加工技术基础共性技术研究没有优化、集成和推广应用。国内企业大都从外国引进高速加工技术，当然也存在一些差距。

零件毛坯制造技术：零件毛坯材料的选择、成形工艺技术的优化，直接影响到后序机制工艺过程、生产节拍快慢和产品质量、成本，是产品全生命周期的起点。国内少有科技人员下功夫去潜心系统研究，国外的快速成形工艺技术还未真正实用于企业生产流程中。更少有人从绿色制造、环保角度研讨零件毛坯制造系统技术的变革与发展。

高速刀具技术：差距主要表现在高性能刀具材料的研发（含表面涂层材料）、刀具制造工艺技术、刀具安全技术及刀具使用技术等领域。

高速机床技术：在市场经济引进技术设备的带动下，我国高速机床技术有了长足进步，差距在于机床关键功能部件的研发上，落后于市场需求。如转速20000 rpm以上的大功率高刚度主轴、无刷环形扭矩电机、直线电机、快速响应数控系统等在实用上处于空白；多功能复质保期：合机床设计、制造络、通讯络技术的应用，还处于初级阶段。