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為確保發動機生產線的高效生產DDE公司選擇德國知名刀具制造商瓦爾特合作

2015-2-2 來源：數控機床市場網作者：道依茨一汽（大連）柴油機有限公司關忠民

應用案例

讓動力更強勁

文/道依茨一汽（大連）柴油機有限公司關忠民

道依茨一汽（大連）柴油機有限公司（以下簡稱“DDE公司”）是由世界發動機產業奠基者德國道依茨股份公司與中國汽車產業的領軍者中國第一汽車集團公司各按50%比例投資興建的合資企業。DDE公司擁有世界級的動力平臺，主導產品有C、D、E、H和K五大系列，功率覆蓋80～340馬力，各種變型和適應性產品300余種，產品先進、高效、可靠、節能且環保，是各類中重型載貨車、輕型車、客車和工程機械等的理想動力。

先進生產力構建世界級動力平臺

DDE公司擁有世界級的制造體系，引領著中國動力產業向歐洲動力標準邁進，產品質量達到德國道依茨股份公司的同步水平。優質的產品不僅要有好的設計，還必須有先進的設備和加工技術作為保障，才能確保發動機產品高質、高效的生產。DDE公司擁有德國HELLER加工中心及自動化生產線、德國CROSS-HUELLER加工中心和自動線、瑞典ABB裝配線、德國霍梅爾電子量儀等國際一流發動機制造設備和檢測手段。

發動機是汽車的核心零部件，其特點是結構復雜且制造水平高，尤其是發動機上曲軸孔、凸輪軸孔、座圈底孔、燃燒室面等關鍵部分及關鍵工序精度要求高。而缸體又是發動機的主要基礎件，缸體的許多平面和孔均是其他零件的裝配基準，其質量直接影響到發動機的裝配精度和可靠性以及使用性能，所以對缸體的加工要求非常高，加工難度大。現代發動機的生產對機床裝備提出了諸多新要求，如高速、高精、高柔性、高可靠性及成套化等，并采用新型高效刀具逐漸替代傳統刀具。新型高效刀具具有更高的硬度和耐磨性、更高的強度和韌性、良好的穩定性和熱硬性以及較小的化學親和力，能將昂貴的數控機床和加工中心的高效加工能力最大化。為了確保發動機生產線的高效生產和穩定性，DDE公司在選用刀具時根據單件消耗成本，優選切削效率高、耐用度高的先進刀具。

優質刀具助力效率和效益提升

由于發動機缸體各個結合面的面積比較大，有較高的位置度和表面粗糙度要求，同時還要考慮到國內毛坯鑄造余量大且不均勻的問題，因此DDE公司將此銑削劃分成粗銑、半精銑和精銑三個階段。在缸體銑削方面，DDE公司選擇與德國知名刀具制造商瓦爾特合作。

1．粗銑

缸體毛坯具有較大的鑄造余量，工件表層存在很多的黑皮、硬點和砂眼，且各部位因結構設計原因造成的局部余量大等因素，必須首先從大表面上切除多余的加工層，以保證精加工后的變形量及精度要求。因此，對粗銑刀具的要求是要具有高剛性、大切深和高效率以及抗負載沖擊強、排屑流暢和耐磨損等特點。此外，為減輕加工中對機床和夾具的沖擊，還要求刀具銑削時的切削力要小。基于這些因素，在粗銑時DDE公司采用了瓦爾特F4047系列銑刀。

瓦爾特F4047銑刀在大切削深度切削中性能優異，特別適用于切削鑄鐵材料。它的刀體剛性好、強度高，而且抗沖擊；刀體采用了硬質鍍鎳涂層，耐磨性非常好，排屑極其流暢；WKK25刀片韌性出色，耐磨性和抗壓性好；75°主偏角在保證切削刃有較大切深能力(最大8mm)的基礎上，使切削抗力分解成軸向和徑向兩個方向的分力，從而減小了抗力沖擊，使切削更加平穩，工藝可靠性高；采用了正前角刀片，大正前角槽型可降低功率消耗；刀片還帶平行刃折面，加工工件表面質量高；刀片正反面具有8個切削刃，單價成本低；因刀片是負形刀片，刀片厚度大，具有高穩定性、高強度，抗重載荷沖擊，適合大進給加工，切削效率高。

在實際生產中，F4047銑刀粗銑缸體頂面的線速度Vc為99m/min，進給量fz為0.25mm。

2．精銑

H系列、K系列發動機缸體材料為HT250，缸體頂面至底面(間接保證至曲軸孔)尺寸精度要求為±0.03mm；缸體頂面平面度要求為0.05mm、0.025mm/100mm²；缸體頂面對底面平行度的要求為0.08mm；缸體頂面表面粗糙度的要求為Rz16、Rmax20。由于缸體屬于薄壁形箱體類零件，夾緊和加工時容易產生變形，為保證加工精度不但要選擇合理的夾緊點，還要控制切削力。其中，精銑缸體頂面、底面和前后端面等是發動機生產中最為關鍵的工序之一。在實際生產中，DDE公司在發動機缸體的精銑中采用了瓦爾特F4045系列精銑刀。

瓦爾特F4045銑刀刀體采用密齒結構設計，其特點是切削效率高、壽命長；采用45°主偏角結構，分解切削抗力，切入平穩，可緩解工件崩邊，刀片通過鍥塊鎖緊，夾緊穩定、可靠，方便更換；刀體采用硬質鍍鎳層，具有抗腐、耐磨和排屑流暢等特點。F4045銑刀有兩種刀片搭配組合，粗齒采用負型結構的七邊形刀片XNHF070508-D57 WKK25，正反面具有14個切削刃，降低了生產成本；同時因為刀片本身帶有正前角槽型，降低了切削力，令切削更加輕快。其修光齒采用立裝結構的修光刀片P45420-G67 WHH15，雙面有4個長的修光刃可用，刀片帶有正前角及特殊制作的刃口，刃口鋒利，修光覆蓋面大，修光效果好。修光齒采用微調刀夾結構，使修光齒刀片的端面跳動精度能達到0.001mm，從而保證較高的缸體平面粗糙度和平面度要求。

在實際生產中，F4045系列銑刀精銑缸體頂面的線速度Vc為180m/min，進給量fz為0.25mm，相比其他精銑銑刀，單件加工成本降低了10%。隨著生產過程中對銑刀各種參數的優化，缸體加工質量、加工效率仍有進一步的提升空間。

為降低生產成本，DDE公司始終堅持著兩條原則：一是降低刀具單件消耗成本；二是降低輔助材料單件消耗成本。先進高效刀具的應用，有效提高了生產效率，減少了機床的非工作時間。同時，先進刀具所帶來的創新工藝也將高速機床的效率發揮到了極致。瓦爾特的F4047系列銑刀和F4045系列銑刀具有較高的切削速度，滿足生產中的高可靠性要求，確保了DDE公司的生產需求。