株洲钻石切削刀具股份有限公司研发中心设计部部长刘敏先生

随着汽车产销量的不断提高，其竞争态势愈加激烈。汽车制造企业不仅要缩短新车型的开发周期，还要通过实现多品种共线生产，提高加工效率等多种措施来增强竞争力。刀具作为高效加工中的重要角色，在向高效率、高精度、高可靠性和专用化方向发展的同时，刀具制造企业还需根据汽车制造企业不断提高的要求，对其进行不断改良。

2007年我国汽车产销量分别为888.24万辆和879.15万辆，2006年同比分别增长22.02%和21.84%，预计2008年我国汽车产量有望突破1000万辆。在汽车行业产销两旺的同时，汽车生产方式也发生了一些改变。新款汽车的开发周期从36个月缩短到18个月，甚至12个月，更新换代的速度不断加快，并且单款车型的生命周期也在不断缩短。汽车行业既要实现多品种共线生产，又要追求高效率带来的规模效益。多品种、高效率的规模化生产逐渐成为汽车制造业发展的趋势。在各地筹建的新生产线中，以加工中心为主体的柔性生产线成为汽车制造业的优先选择。而切削刀具在向高效率、高精度、高可靠性和专用化的方向进一步发展的同时，也逐渐呈现出一些新的特点。

保证高效加工的新材料刀片

新材料刀片的应用是促进高效加工的保证手段，而高效率是高节拍的保证。在大批量流水线生产的汽车制造工业里，某一条线的生产节拍往往是在项目建立之前就已经确定。生产节拍的高低，具体到生产线上就体现在工序的数量和完成每道工序所需要的时间。单纯改变一两道工序的切削参数以提高切削效率对于生产节拍、降低刀具成本并没有多大意义。但对于某些瓶颈工序，通过采用一些先进刀具，提高其切削用量，可达到缩短节拍的目的。如发动机缸孔精镗，由于其形位要求高、加工行程大，通常采用背向进给的拉镗工艺。而采用Si3N4陶瓷刀片或CBN刀片后，切削速度从100m/min提升到400m/min甚至800m/min，大大缩短了加工时间。目前，株钻公司生产的CN1000、CN2000等牌号的陶瓷刀片也在投入应用中。

保证加工质量的高精度刀片

高精度的刀片得益于严格合理的检验。汽车加工行业中对刀具的精度要求之高是众所周知的，调整精度0.002mm的精镗刀并不少见。另一个典型的应用是在发动机缸体的面铣加工中。由于加工效率的原因，发动机行业中常见的是密齿高效面铣刀，铣刀直径D一般为φ250～500mm，齿数Z=0.12D~0.16D。一个直径φ355mm的铣刀盘，刀齿数56，要求端面跳动≤0.01mm。这不仅需要精湛的刀盘制造工艺，从刀片的精度等级要求来看，公差范围应小于0.01mm。不仅如此，铣刀片通常是可转位无后角刀片，多次转位后仍能到达这个要求。株钻公司通过制定专用的测量夹具，找出了磨削过程中影响尺寸波动的因素，稳定了工序控制能力，目前已完全能够达到这种精度。

完善的工艺流程保证刀片质量

高可靠性是完善的工艺流程的体现。流水线作业不仅要求所用刀具加工质量稳定，并且使用寿命也要稳定，这都要求刀片有稳定的产品质量。稳定的产品质量来源于完善的工艺流程和管理制度，这样才能尽量缩小同样产品不同批次间的区别。另一方面，由于生产线上产品的一些不可控因素，如毛坯厚度变化、材料硬度变化等，都会引起刀片使用寿命的波动。对此，发动机生产厂家应与刀具企业合作，同时刀具生产企业也要提供及时的现场服务，找出影响质量的主要原因，提出有效改进措施，选择适用的刀片，使其在生产过程中质量稳定。

适应多品种生产的专用化刀具

目前，专用化的刀具应用日趋普遍。多品种生产使加工部位结构形式不断变化，高效率的规模化生产导致一些针对特定加工部位的刀具应运而生。曲轴和凸轮轴两头加工中采用的套车，曲轴粗加工中的主轴颈车-车拉及连杆颈的高速随动外铣，都与一些专用刀片的使用密不可分。对此，株钻公司的刀片都有成功的应用案例，并且在刀片大量应用的铣削加工中也不例外。成形铣刀需根据零件型线及结构专门设计制造。在缸体主轴承盖结合面加工中，因工艺倒角特殊结构要求，原先需要一把45°面铣刀加工斜面，再用一把90°方肩铣精加工，而采用一种异形铣刀片后只需要一次加工就可以完成。由于加工时为一次成形，零件的轮廓形状和尺寸精度完全由刀片的精度保证，因此需要制定独特的磨削工艺和检验方法，制造难度加大。但这都为工序集中，节省加工时间创造了有利条件。

作为刀具制造企业，不仅对发动机生产工艺流程要深入了解，还应该对汽车制造业中的发展趋势密切关注。发动机上部件材料或结构的改变，会引起加工工艺的完全改变。发动机加工中常见的材料种类不多，但随着汽车轻量化要求及铸造技术的提高，铝合金缸体终会取代传统的铸铁缸体。转子发动机的出现，使传统的加工工艺不复存在，取而代之的是新的加工方法和要求。凡此种种，都对刀具制造企业提出了新的要求。