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刀具应用
CUTTING TOOLS APPLICATION

径 Ø100mm 的面铣刀 SOF45 8/16-D100-10-
32R，装夹 10 片标准刀片 S845 SNHU 1305…
MS32，能以切削速度 Vc = 150 m / min 和每转
进给 f = 3 mm/rev 轻松完成对余量为 6mm 的奥
氏体耐热铸钢的加工任务，每更新一次切削刃可
加工 25~30 个零件 ; 而竞争对手的每刀片切削刃
仅可完成 12 个零件的加工。（图 1）
通过采用单个刀具、组合刀具和多功能刀
具，减免一些标准工步，可以进一步缩减加工时
间。例如，图 1 展示的刀具在一次轴向装夹移动
中即可执行 5 种不同的操作 : 粗镗、倒圆角、精
图2
镗、锪孔、倒角。假定采用图示刀具，平均每个
工步可缩减 5 秒的加工时间，则每一加工周期可 如，以 Vc = 400 - 700 m / min 的切削速度和 f
有效缩减 20 秒。基于上述原因，因减少换刀操 = 1 - 1.2 mm/rev 的每转进给加工直径 100mm
作还带来意外的节省 ; 假设每次换刀大约需要 5 的气缸孔。在某些案例中，当排屑有问题，可采
秒，那么加工周期能再缩减 20 秒。综上所述， 用前刀面设计有断屑槽的 PCBN 刀片。镗孔完成
通过使用这些高效刀具，伊斯卡能帮助将该加工 后，切削刃向刀具轴心线方向移动，以避免退刀
周期缩减 40 秒，有助于直接提升客户的盈利能 时划伤气缸表面。（图 2）
力。该保守数据尚未考虑其他有利因素， 如节能、 有两种常见的机构（取决于机器）: 一种是
对刀时间、机器和设备折旧费用等。 线性驱动拉杆，它只有 2 种状态（“ON” 用于镗
孔加工时 ; “OFF” 用于退刀时）。另一种是完全
气缸体 由数字控制驱动的旋转杆，可以实时改变刀具直
大约 10-15 年前，最常用的铸铁缸体基本 径 ; 例如，用于圆锥形、圆桶形或其他异形孔的
上被双金属缸体（嵌入铸铁衬套的铝缸体）取代。 内孔开槽或用于对由磨损刀片加工的内径进行校
如今，越来越多的汽车制造商又用热喷涂工艺或 正或补偿。
CBC 缸孔涂装方法取代了双缸工艺，即一种特 这些操作成功的一个关键要素是，选择与被
殊的可直接应用于铝质气缸壁的涂层。有几种不 加工材料匹配的 PCBN 牌号。所挑选的牌号必
同的热喷涂方法 : 等离子电弧喷涂 PTWA、大气 须在硬度和韧性之间取得与加工相适配的正确平
等离子喷涂 APS、电弧喷涂 TWA 等。采纳这些 衡。虽然不建议在 PCBN 刀片的使用过程中施加
涂层能为发动机及汽车性能带来很多好处，列举 冷却，但一些汽车制造商仍坚持使用湿式加工工
其中最重要的两个如下 : 重量——无需沉重的铸 艺。在这种情况下，必须考虑加工环境（乳化液
铁衬套，发动机就轻了很多 ; 润滑——受涂层的 或油性冷却剂、 微量润滑冷却 MQL、 干式加工等）。
微观结构影响使得气缸和活塞之间的摩擦更小。 切削刃的刃口处理（负倒棱、倒圆角、锋利切削
CBC 缸孔涂装的一个主要制造问题是硬度 刃或钝化切削刃等）取决于被加工材料、切削参
相对较高，涂层厚度相对不均匀。因此，通过汽 数和切削深度。
缸珩磨工步来获取最终尺寸将会是一个耗时长且
阀门
复杂的过程。伊斯卡工程师的目标就是最小化珩
磨加工周期。他们首先用高效镗孔工艺取代了几 气体交换阀，特别是排气阀，总是处于集中
个耗时的粗磨加工。该刀具装备了 4-6 片伊斯 热负荷下。如前所述， 废气温度高达 900℃以上，
卡 PCBN 刀片，均可独立调节至精准直径。采用 这对阀门材料是一个很大的挑战，会导致其过度
PCBN 刀片能以非常高的切削参数进行加工。例 磨损和过早疲劳失效。一些领先的公司已经开发

第04期 数控机床市场 ·79·