超硬刀具在汽车工业获得广泛应用

发布时间：2006/6/12 20:06:00

    刀具材料发生了很大变化，CBN(立方氮化硼)，PCD(聚晶金刚石)、陶瓷刀具等超硬刀具获得了广泛应用。PCD刀具由于其极高的硬度，在加工铝制工件及其他有色金属及其合金时使用寿命极高，近年来随着汽车制造业大量应用轻型材料(如铝合金、复合材料、塑料等)，PCD刀具的应用也大量增加。

    现在汽车发动机的汽缸体、汽缸盖、变速箱的壳体、阀体、槽体、侧盖等零件很多都采用铝件，这些零件的加工中就大量采用了PCD刀具，取得很好的效果，一般每把刀的寿命都在加工几千件工件左右，长的可达1.5至2万件。CBN刀片的特点是，硬度极高仅次于金刚石，特别是其红硬性好，在1000多度的高温下仍能保持其硬度和良好的切削性能，适应了高速切削的需要，也满足了一些高硬度难加工零件的加工需要、在发动机缸体等铸铁类零件和气门阀座等粉末冶金零件的加工中获得了较好的应用效果。如气缸体缸孔的加工在半精镗和精镗工序中很多就采用了CBN刀片，切削速度可达800m/min，刀具寿命是硬质合金刀具的一倍以上，在气缸体的缸盖结合面的加工中，CBN铣刀切削线速度可达1200m/min以上，高的甚至可以达到2000m/min，进给速度可达1000-;mm/min。

    目前已有汽车零部件制造厂为降低一次性设备投资，减少生产线中的设备数量，同时又希望保证生产节拍，就采用具有高速加工能力的加工中心，显著地提高切削用量，同时采用适合这种高速切削的CBN刀具，如在直列四缸发动机缸体的加工中，几乎所有各个面的铣削都采用了CBN刀具，尽管CBN刀具价格较贵，但如考虑到其对于加工效率的提高和在投资成本上的节约，总的算起来还是很经济的。上海通用汽车公司在变速箱壳体的加工中，将一把原来采用的硬质合金镗刀改为PCD刀具，刀具寿命从原来的3000件提高到7万件，其经济效益是非常明显的。CBN刀具可用于加工淬硬工件，因而可以实现以车代磨，如大宇汽车公司就在变速箱输入输出轴的加工中，用CBN刀具进行轴上槽的车加工，代替了原来要用成型砂轮进行的磨削加工。 

    作为高硬材料刀具中的又一种刀具，陶瓷刀具也是一种值得关注和正在不断扩大应用领域的刀具，陶瓷刀具过去存在的脆性正在得到改进，现在已有了增韧型的陶瓷刀具，可应用于铸铁工件的粗加工，如在发动机气缸体缸孔的粗加工中，不论是V型6缸发动机还是直列4缸发动机都采用了陶瓷刀具进行缸孔的粗加工，显著提高了加工效率，其镗孔切削线速度可达700m/min至800m/min。