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汽车工具技术的魅力

作者:罗丽斯 汤蓉 来源:株洲新区 发布时间:2016年11月14日 浏览次数: 【字体:
 
  自1956年7月13日第一辆国产“解放”牌汽车下线至今,历经60年,中国成为世界第一的汽车市场,拥有世界一流水平的汽车制造产业。而先进的切削加工产品及技术是推动汽车制造业发展的重要因素。
  近几年,株洲钻石切削刀具股份有限公司(简称株洲钻石)以承担“精密工具创新平台”国家重大科技专项为契机,深入汽车行业刀具研究,加强汽车行业刀具配套服务,成功研发和应用大批高效汽车刀具,得到了业内的广泛好评。
  11月10日,株洲钻石邀请汽车制造业领域工作的知名专家、学者、行业精英齐聚株洲,开展“汽车工具技术研讨会暨客户体验日”活动,一起体验切削加工应用方案,探讨国内汽车刀具技术发展。
 
专家研讨
  在汽车工具技术研讨会上,来自株洲钻石、上海大众、神龙汽车、奇瑞汽车、广西玉柴、沈阳机床、华东理工大学等企业和院校的多名专家,对汽车刀具技术及其应用进行了深入地研讨;就汽车刀具研发与应用、刀具国产化、汽车发动机复合加工刀具设计、刀具应用中的微量润滑、汽车发动机制造业发展、智能工厂等专业技术领域发表了专题报告。
 
株洲钻石副总经理、研究员级高工  王社权——
  由于我国的汽车生产线(特别是轿车生产线)大部分是从国外引进的,国内汽车发动机刀具配套起步晚,在产品精加工、高性能切削以及有特殊要求时,不能完全满足用户需求。在汽车刀具专项研究之前,无论是工具系统领域还是复合刀具领域、铣削领域,进口刀具所占份额均非常大,国产化比率不高。
  随着汽车行业降本增效的呼声日益强烈,株洲钻石积极配合各个汽车厂家不断推动汽车刀具国产化项目,使得部分刀具实现了国产化,汽车加工效率不断提升。在对几种轿车发动机生产线刀具使用状况进行调研和评估的基础上,我们认为:国产刀具通过技术攻关,可替代绝大部分进口刀具,国产化替代率可超过90%,成本降低可超过25%。
  因此,近年来,株洲钻石在超硬材料刀具领域投入很大,从消化吸收到自主创新,通过深入研究,应对客户需求,开发了一系列超硬刀具应用于零部件加工。公司产品已经覆盖了车削、铣削、孔加工、工具系统等切削刀具的各个门类,构建了汽车刀具市场开发、刀具设计、应用研究、零件刀具配套、现场服务专业工作组,竭诚为客户提供优质的“项目配套工程”、“技术解决方案”、“加工优化工程”等服务产品,助推汽车制造业的高速发展。
 
神龙汽车高级经理、高工  张立平——
  神龙汽车是由东风汽车公司与法国标致雪铁龙集团合资兴建的汽车生产经营企业,其动力总成生产基地位于湖北襄阳。神龙汽车发动机的发展,与神龙刀具国产化的历程是相合的。
  神龙刀具从新项目刀具开发、现生产刀具优化、现生产刀具优化流程及工作标准出发,优化开发流程,确定刀具定额发展纲要,努力提高成本绩效指标,实现降本增效,在国产化中取得收益。随着国产刀具制造水平和质量的提升,从2010年到2014年,刀具定货金额不断增长,变速机产量和发动机产量均实现了大幅度提升。
  刀具国产化的应用是十分广泛的,在缸体方面,有粗镗缸孔刀具优化、缸体L3线100/200面铣刀优化、缸体L3/L5线400面铣刀优化、曲轴孔线镗刀国产化等;在缸盖方面,有缸盖导管、阀座加工刀具国产化;在曲轴方面,有曲轴L2外铣刀片国产化,曲轴L2车拉刀片国产化,曲轴L2精铣外铣刀片国产化,曲轴L3车拉、外铣刀片国产化等。
 
奇瑞汽车高级经理、高工  金先林——
  奇瑞汽车除开生产乘用车、商用车、新能源汽车,还开发了发动机、变速器等汽车零部件专门制造产业链。在汽车工具技术上,与株洲钻石等公司开展了通力合作,进行专项合作开发。
  专项合作开发包括现场调研确定开发项目、专项设计开发制造、现场灵活应用验证、应用成果分析总结四个方面。先现场实地调研,了解加工特性和要求,双方交流明确开发项目,制定开发目标,有针对性的进行合作开发;然后依据设定目标,进行设计开发,对设计方案进行交流和讨论,确定开发方案和制造方案,进行专项管控;接下来双方联合进行现场验证,共同确认验证方案,共同跟踪,有问题及时调整验证方案,提高验证成功率;最后针对应用结果进行分析和总结,找出应用中的优势和劣势,为下一步合作开发提供经验和依据。目前在镗刀、整硬铰刀、HSK刀柄、盘铣刀、陶瓷刀片、PCD铰刀、缸孔粗镗刀、珩磨清根刀具等项目上已取得合作进展。
  在专项合作开发的实施过程中,奇瑞汽车已成为专项研发刀具良好的应用示范基地,E3G10/484缸体线、缸盖线、曲轴线刀具国产化率均超过90%,并形成良好辐射,平台项目二期生产线E4G16线刀具国产化率从15%提升到50%左右。
 
华东理工大学工程训练中心主任、教授  何云——
  根据统计数据,汽车产业在数控刀具的工业应用比例中占比最大,达到39%,超过占比位居二、三的普通机械(22%)、航空航天(11%)之和。由此可知,汽车产业是数控刀具应用最广泛、最重要的领域;对于汽车产业与制造工业深度融合,数控刀具的作用同样至关重要。
  发动机是汽车的核心,发动机生产是汽车生产的最关键技术。数控刀具在汽车行业内的应用涵盖了发动机生产的动力、传动、制动三大模块。无论是缸体缸盖、曲轴、活塞、连杆、凸轮轴、增压器等动力元件,变速箱(含齿轮、壳体、输入输出轴)、差速器、万向节(含万向节叉、十字轴)、传动轴等传动元件,还是刹车钳、刹车片等制动元件,都离不开数控刀具。基于此,必须要有对应发动机生产的复合刀具设计创新的一体化解决方案。
  国家科技重大专项课题“发动机配套精密刀具的开发”针对市场部分品牌刀具进行了工艺实验研究,对关键工艺进行分析,给出了相应优化改进方案,在发动机的零件加工解决方案、刀具模块化构型设计原理研究、刀具性能分析及测试方法研究、曲轴加工高速干切削机理研究、车梳加工稳定性分析等方面均取得了突破。
 
广西玉柴制造总监助理、高工  俸文斌——
  广西玉柴是中国最大的独立柴油发动机制造研发企业,发动机年生产能力达80万台。2004年,广西玉柴投入的柔性加工线,在切削液使用中存在用量大、浪费多、易变质、管控难、成本高、一致性差等问题,从此致力于绿色加工技术的探索。
  “十一五”国家科技支撑计划重点项目《高速高效切削工具的研究开发》之“先进切削工艺技术”课题,研究基于微量润滑的绿色切削工艺技术,通过课题的实施,在不同行业的企业推广应用高速、高效、绿色的切削工艺技术,进一步提高加工效率和促进机械加工的绿色化。
  微量润滑(MQL)也叫做最小量润滑,是一种金属加工的润滑方式,指将压缩气体(空气、氮气、二氧化碳等)与极微量的润滑油混合汽化后,形成微米级的液滴,喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法,可以直接向刀具的加工区域注入精准计量的油量,有效减小刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦,防止粘结,延长刀具寿命,提高加工表面质量。MQL技术融合了干式切削与传统湿式切削两者的优点,不仅能保证高生产率,还具有良好的生态和健康效益,广阔适用于钻削、铣削、车削和磨削等几乎所有切削工艺。
  广西玉柴在不断摸索、反复试验的基础上,大力开展MQL实验,成立专项课题并确定开展方式,攻克应用中存在的问题,采用新的方式以改善效果,扩大试验验证范围,优化刀具结构和过程控制参数,取得了较好的成果。
 
沈阳机床项目总监、高工  马旭——
  经过二十余年的发展,沈阳机床集团的在线技术解决方案日益成熟,2013年6月,成立了优尼斯工业服务有限公司,并基于客户需求定义产品、组建团队,搭建新的商业模式,做客户全生命周期服务,着手打造i5智能工厂。
  i5智能工厂基于互联网诞生,沟通人与机器、人与过程、机器与机器之间的关系,让信息、通讯技术进入制造、消费的全过程,构建一种产品全生命周期经营的体系与服务能力。它包含WIS车间智能管理系统、自动化集成解决方案、机床及其工艺系统解决方案、机床再制造、机床融资租赁、二手机床回购、生产力租赁、精益生产管理咨询等方面,以i5智能系统、i5智能机床、i5自动化生产线、i5智能车间管理系统、移动终端、精益生产服务、工业平台服务等为核心组成;通过云平台实现的产能聚集和再分配机制使整个区域的生产加工能力变成一个虚拟工厂,互联网平台通过产能的动态分配与组合,接受不同规模和产品的订单,使制造加工实现了透明化、社会化,使企业与企业之间变成多方共赢的合作关系。
  这种新型的方式,已经不仅仅是一种技术,更构建了互联网+时代一种全新的生产方式:不但实现生产方式、生产关系、工业经济的新转变,还形成一种新的商业模式,是对制造工业的一种全新变革,将产生深远的影响。i5智能项目于2014年正式向市场推出装载i5智能数控系统的智能机床,2016年正式推出i5智能工厂产品和服务,目前已经在全国16个省(市、自治区)签订设立25家智能工厂。
 
产品演示
  参加汽车工具技术研讨会的人员参观了株洲钻石的数控刀片生产线和整体刀具生产厂,并观看了株洲钻石7款先进汽车刀具的模拟实际应用演示。
 
缸体面铣FMA13——
  适应高节拍加工,可用于缸体粗加工和半精加工面铣。刀片采用八边形整体CBN刀片,切深在2.5mm以下时一片刀片可用16次,性价比非常高;可采用比硬质合金刀片更高的线速度,线速度可达到800m/min,适应高节拍的加工,提升效率;刀夹可调节,调节范围0.1mm,刀夹易调节,稳定可靠,调节精度可达0.002mm。
 
缸体面铣FMA08——
  精加工首选。通用刀片可用十六刃,修光刀片可用四刃,经济性更高;修光刀片长刃形设计,可适应更大的每齿进给;模块式调节刀夹,可实现0.002mm的调节精度,加工表面光洁度好。
 
AMA01/AMP01铝合金刀盘系列——
  适用于铝合金缸体面铣。高强度、轻质感的铝合金刀体;独一无二的刀具装夹设计;弹性跳动调整结构,高压内冷;配合高精度的切削刀片,实现对多种材料、尤其是铝合金材料的高质量、高精度、高效率、高稳定性加工。
 
主油道及斜油孔加工1588SL系列深孔钻——
  独特的切削刃设计,特殊的钻尖结构,切削轻快,刀尖强度好,即使针对粘性材料也能表现出良好的断屑性能,通用性强;芯厚的分段设计,特殊的深孔钻槽型,兼顾了刀具的刚性和排屑性能;双导向刃带,保证了很好的导向型及孔的深度,导向更可靠,加工更稳定;通过切削仿真分析实现刀具结构的最优化;螺旋槽抛光处理,内冷结构,排屑更顺畅、便利;最新的多层涂层,通用性更强,刀具寿命及加工效率都有明显的提升。
 
高精度数字化精密镗刀——
  无需看刻度盘,直接读数,无背向间隙误差;真正实现μ级调节精度0.001mm;特有的霍尔技术具有防磁、防屑、防尘、防水功能。
 
粗精复合一体镗刀——
  粗镗和精镗在一个工步中完成;高效率、高精度兼顾。
 
新型浅孔钻系列——
  全新刀体材质,刀具刚性大幅提升;刀体表面涂层处理,润滑性能更优;结构优化,断屑性能更佳,切削过程振动小,加工精度更高;极大的容屑空间,革新的冲液角度,排屑更顺畅;转换接头,适用于车床内冷加工。
 
技术应用
  汽车工具技术研讨会聚力“中国制造2025”,加强了我国汽车制造行业与切削刀具企业间的沟通与了解,为进一步提升民族切削工具核心技术、更好地为汽车行业提供切削加工服务提供了良好的平台。
 
提供汽车行业专业的一体化解决方案——
  在汽车行业,刀具技术是最核心的工具技术应用,对汽车整车及零部件制造都具有重要的意义。近年来,我国的汽车刀具国产化项目逐步推进,使得部分刀具实现了国产化,但在汽车刀具专项研究之前国产化比率仍然不高。我国的汽车生产线大部分是从国外引进的,刀具随设备一起进口。在一些大型汽车制造厂,国产刀具仅占30%。
  鉴于此,我国加大了对汽车行业切削刀具的技术攻关,致力于实现刀具及其应用的国产化,为汽车生产制造提供专业的解决方案。通过技术攻关,国产刀具可替代绝大部分进口刀具,国产化替代率可超过90%,成本降低可超过25%。尤其是在超硬材料刀具领域,通过加大投入,深入研究,一大批先进高效的超硬刀具成功研发并应用于零部件加工;一系列汽车行业刀具配套服务被开发出来,得到了良好的市场反响;全程一体化的汽车行业专业解决方案日趋完善。
 
实现汽车产业与“中国制造2025”的深度融合——
  近年来,随着我国经济的高速发展,对汽车的需求量持续增长。2015年,我国汽车产、销量均超过2450万辆,创全球历史新高,连续七年蝉联全球第一。
  先进的切削加工产品及技术是推动汽车制造业发展的重要因素。在汽车生产与制造过程中,需要的零部件品种繁多,其质量水平直接影响到整车性能,尤其是被誉为汽车“心脏”的发动机,更需要大量专业高效刀具来保障其质量。
  在经济发展新常态的大环境下,先进技术及其智能应用将在促成传统制造向智能制造转变的同时,推动包括汽车产业在内的各大基础产业智能化。汽车产业在生产制造领域体现出来的精密化、智能化趋势,与“中国制造2025”的发展战略高度重合。在这一过程中,汽车行业刀具技术,将发挥不可替代的作用。
  株洲钻石是国内领先的、集产研销于一体的硬质合金切削刀具综合供应商,十余年来致力于技术自主创新,拥有自主研发专利372项,授权专利251项,其中多项核心技术达到国际领先或国际先进水平。在汽车行业方面,其产品门类齐全,根据客户的不同需求生产各类切削工具,为汽车机械加工制造提供整体配套解决方案,国内市场整体占比率达到十分之一,并远销60多个国家和地区;成为奇瑞汽车、上海大众、广西玉柴、神龙汽车、东风康明斯、天津新伟祥、瑞丰动力、长春一汽、洛阳古城等汽车整车和零部件生产厂家的重要供应商。
 
 

 

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