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1 引言

隨著汽車(chē)向輕量化方向發(fā)展，鋁合金材料在汽車(chē)零部件上的應(yīng)用越來(lái)越多，現(xiàn)在一些轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、變速箱殼體以及輪轂、閥類(lèi)殼體、甚至車(chē)身覆蓋件等都已采用高性能鋁合金材料制造。由于鋁的質(zhì)量密度(2.8)僅為鋼的質(zhì)量密度(7.8)的約1/3 ，因此使用鋁合金零部件可大大降低汽車(chē)整車(chē)重量，從而達(dá)到提高動(dòng)力、節(jié)約燃油、減少排放等綜合效益。

在東風(fēng)汽車(chē)有限公司內(nèi)，神龍公司的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、變速箱殼體、廣本公司的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、泵業(yè)公司的部分泵殼體、汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)公司的閥類(lèi)殼體等許多重要零部件均采用鋁合金壓鑄件加工而成，這些零部件的各結(jié)合面均需采用鋁合金專用銑刀切削加工。通常，工藝精度要求較低的零件可采用硬質(zhì)合金刀片銑刀加工，部分工藝精度要求較高的零件則需采用硬質(zhì)合金刀片加金剛石修光刀片銑刀(或全金剛石刀片銑刀)加工；一般粗加工、半精加工可采用硬質(zhì)合金刀片銑刀(或帶修光刀片銑刀)，精加工則需采用全金剛石刀片銑刀。

2 進(jìn)口銑刀結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析

為降低汽車(chē)生產(chǎn)成本，改變汽車(chē)刀具依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，我廠對(duì)加工鋁合金用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金端銑刀進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。為此，我們對(duì)目前使用較多的以下兩種典型結(jié)構(gòu)進(jìn)口鋁合金加工銑刀進(jìn)行了技術(shù)分析。

1. Sandvik 公司的R/L265型銑刀
   

   R/L265型銑刀的結(jié)構(gòu)。銑刀參數(shù)：主偏角75°，軸向前角17.5°，徑向前角9.5°；采用不等分齒，通槽式結(jié)構(gòu)(刀體槽形與加工鋼件用銑刀通用)，銑刀的端面跳動(dòng)通過(guò)調(diào)整刀夾下方的軸向偏心調(diào)整銷(xiāo)5來(lái)保證。采用SFAN1203EFR/LL銑刀片(材料H10)， 半精加工時(shí)增加金剛石修光刀片SPCX1203EDR/L。該銑刀在神龍公司的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和變速箱生產(chǎn)線上大量使用，其結(jié)構(gòu)參數(shù)合理，加工性能優(yōu)良，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度大，尤其對(duì)刀夾和刀體軸向調(diào)整銷(xiāo)孔的制造精度要求較高。

   
   

2. Seco公司的R/L220.33-12C型銑刀R/L220.33-12C型銑刀的結(jié)構(gòu)。銑刀參數(shù)：主偏角88°，軸向前角15°，徑向前角5°；采用均布齒，不通槽式結(jié)構(gòu)，銑刀端面跳動(dòng)通過(guò)調(diào)整刀夾后的楔塊來(lái)保證。采用SENN1203AFN粗切刀片(第三位字母N表示直接壓制)，半精加工時(shí)全部采用修光刀片SEHX1203。該銑刀在泵業(yè)公司和汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)公司的普通機(jī)床和加工中心上均有使用，由于銑刀刀體采用不通槽結(jié)構(gòu)形式，刀槽需由數(shù)控機(jī)床一次裝夾加工而成，因此對(duì)加工機(jī)床和刀具要求較高，制造難度較大。

3 加工鋁合金銑刀的設(shè)計(jì)

1. 銑刀設(shè)計(jì)方案

   鋁合金殼體零件的加工余量一般為1mm 左右，銑削時(shí)可一次加工到尺寸，但個(gè)別零件(如缸蓋等)的加工余量可達(dá)3mm 左右，需要經(jīng)過(guò)粗銑、精銑二次加工才能達(dá)到工藝要求。
   

   加工鋁加工用銑刀通常具有以下特點(diǎn)：銑刀采用大前角、大容屑槽、少齒數(shù)、前壓式(軸向可調(diào))結(jié)構(gòu)；銑刀片采用大后角。這種結(jié)構(gòu)可保證刀具切削輕快、排屑流暢、不易粘刀、加工表面質(zhì)量高。在確定銑刀設(shè)計(jì)方案時(shí)，選取銑刀主偏角88°，前角15°，后角5°。銑刀刀槽形狀采用通槽式結(jié)構(gòu)，刀片夾緊方式采用支撐塊和兩個(gè)壓板夾緊。由于銑削鋁合金的切削力小于加工鋼和鑄鐵件，其軸向切削分力更小，因此這種銑刀結(jié)構(gòu)在加工中具有很高可靠性。

   
   

2. 刀片的選擇

   選擇刀片在刀具設(shè)計(jì)中占有重要地位，一種新型刀具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)在很大程度上取決于刀片型號(hào)及材料的選擇。在對(duì)加工鋁合金銑刀的技術(shù)調(diào)研中，我們發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)牌號(hào)SEEN、SEHX銑刀片(株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn))加工鋁合金性能優(yōu)異，用于進(jìn)口刀盤(pán)上的加工性能與進(jìn)口刀片相當(dāng)，完全可替代進(jìn)口刀片。為此，我們選取SEEN1203AFN牌號(hào)切削刀片和SEHX1203牌號(hào)修光刀片， 刀片材料為YD10.1。這種銑刀片具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①國(guó)內(nèi)可大批量生產(chǎn)，價(jià)格便宜，性能可靠； ②已在Seco 系列鋁合金銑刀上成功替換進(jìn)口刀片； ③修光刀片與切削刀片后角相同，可直接更換安裝，無(wú)需更換其它部件；④可在同一銑刀上采用三種不同工藝方案，即全部采用SEEN切削刀片加工、全部采用SEHX修光刀片加工、配合使用切削刀片和修光刀片加工。
   

   
   

3. 銑刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

   粗加工、半精加工銑刀采用同一結(jié)構(gòu)的刀體，選取主偏角88°，軸向前角15°，徑向前角5°。為保證較大的容屑空間，采用前壓式結(jié)構(gòu)。為保證刀體有足夠強(qiáng)度和耐磨性，刀體材料選用20Cr ，并進(jìn)行滲碳淬火處理(50～55HRC)。

   
   

4. 容屑槽設(shè)計(jì)

   為降低銑刀制造工裝的改造成本，加工鋁合金銑刀的容屑槽形和壓塊尺寸是在我廠密齒銑刀標(biāo)準(zhǔn)槽形的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)而成。這種利用現(xiàn)有條件的槽形設(shè)計(jì)方案既可滿足刀具加工要求，又可節(jié)省制造費(fèi)用、縮短開(kāi)發(fā)周期。

   
   

4 結(jié)語(yǔ)

我廠開(kāi)發(fā)的加工鋁合金用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金端銑刀已在南昌齒輪廠的變速箱殼體加工線、江鈴?fù)侠瓩C(jī)廠的三種缸蓋生產(chǎn)線上應(yīng)用，加工實(shí)踐表明，這種銑刀能較好滿足鋁合金零件的粗加工、半精加工要求，在普通機(jī)床和加工中心上均可使用。

文章來(lái)源：中國(guó)刀具信息網(wǎng)　　添加人：阿刀