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山特維克可樂滿：提升曲軸斜油孔的生產(chǎn)效率
【機床商務網(wǎng)欄目 名企在線】曲軸是發(fā)動機的心臟，將水平運動轉變成旋轉運動，從而推動車輛運動。曲軸本身是很復雜的部件，客運車輛市場要求大批量生產(chǎn)。
事實上，由于快速成長的經(jīng)濟體(例如中國和印度)的需求日益增加，對曲軸的需求還會進一步增加。
如果有提高這些關鍵零件加工效率的先進技術，全世界汽車生產(chǎn)廠都求之不得。在汽車行業(yè)專注于切削刀具和工具系統(tǒng)的眾多領域中，山特維克可樂滿是加工曲軸斜油孔的行家。
眾所周知，這是一項的挑戰(zhàn)性的工序，由于孔的深徑比和鉆孔斜度都很大，所以加工效果截然不一樣，同時經(jīng)常會出現(xiàn)鉆頭斷裂的現(xiàn)象。然而，該領域所取得的新突破確實令人振奮，效果非常好，在刀具壽命和生產(chǎn)效率方面取得巨大進步，具有大量盈利的潛力。
曲軸制造的主要材料是鑄鐵(ISO K)和鋼(ISO P)，工件通常為鍛造毛坯、鑄造毛坯或?qū)嵭拿鳌ｈT鐵材質(zhì)通常含有球狀石墨(例如GGG60、GGG70，GGG80材質(zhì))，而由42CrMo4(240-285 Hb)和C38(900-1400 N/mm2)材料制成的鍛鋼毛坯也常見。是選用鑄鐵還是鋼材，主要考慮的因素包括零件的強度、重量和成本，目前市場比例大約為50：50。
挑戰(zhàn)
大端軸頸潤滑需要斜油孔，通常每根曲軸四個孔。每個孔的角度為27～29度，直徑為5～8毫米不等(具體取決于曲軸的尺寸)，深度約90毫米，通常穿過兩個相鄰的軸頸和一個平衡塊。在很多情況下，斜油孔還要與直孔交叉。由于深度可達直徑的25倍，斜油孔(和導向孔)通常使用深孔鉆削工序的專用機床在專門的曲軸生產(chǎn)線上生產(chǎn)。
迄今為止，斜油孔鉆削存在很多問題，即角度、深度(排屑)和鉆頭斷裂 - 這些問題就注定了刀具使用壽命永遠是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。其難度之大，還包括汽車行業(yè)正在朝向微量潤滑(MQL)技術發(fā)展，而不是采用傳統(tǒng)的貫通主軸的乳化冷卻液。
解決方案
鉆削要求、可重復使用和加工過程安全可靠。為了解決這些難題，山特維克可樂滿著手研發(fā)了CoroDrill® 865，此產(chǎn)品專門用于加工斜油孔。
此產(chǎn)品的主要創(chuàng)新在于采用了全新的幾何槽形，這種全新的槽形可改善鐵屑變形和增加刀具強度。每個容屑槽都經(jīng)過表面精加工處理，有助于排屑并減小摩擦力，同時更精細加工的切削刃保證了一致性和成形，從而實現(xiàn)“綠燈加工”。另外，堅固結實的槽形和優(yōu)化的刀尖特性，也有助于加大切削進給量。
值得注意的是，CoroDrill 865槽形設計存在細微差別，既可適合ISO K球鐵曲軸，也可適合ISO P鋼曲軸。實際上，每件CoroDrill 865產(chǎn)品都是經(jīng)過定制的，以滿足生產(chǎn)的要求，可調(diào)整容屑槽的尺寸和整個長度，從而實現(xiàn)鉆孔性能優(yōu)化。
結論
為了突出所提供產(chǎn)品的潛在盈利能力，近的客戶案例分析針對GGG80曲軸加工的5毫米斜油孔進行了研究。在切削速度為50米/分(0.164英尺/分)、進給量為0.28毫米/轉 (0.011英寸/轉)、MQL微量潤滑的壓力為17～19巴和流速為19毫升/小時的工況下，客戶見證了刀具使用壽命延長140%，生產(chǎn)效率提高108%。另外，堅固結實的CoroDrill 865充分證明了其磨損方式可預測，刀具完全可修復，達到嶄新如初的性能水平。
一些主要的曲軸制造商年產(chǎn)量可達五十萬根曲軸，如此龐大的產(chǎn)量，使得刀具使用壽命和生產(chǎn)效率對底線盈利能力有較大的影響。
成功秘訣
除了刀具創(chuàng)新外，成功鉆削斜油孔很大程度還取決于加工策略。例如，制造商采用帶有CoroDrill 865的專用導向鉆頭，可可靠鉆孔和定位。導向鉆刀體外圓制造公差為p7，刀尖角度為150°，而CoroDrill 865的制造公差為m7，刀尖角度為135°。
導向孔加工好后，CoroDrill 865已經(jīng)進入導向孔，可完全采用推薦的主軸轉速和進給量。當接近交叉孔或離開斜面時，鉆頭距此點還有1毫米，此時進給量已降低至其推薦值的0.1。整個鉆削工序連續(xù)完成 - 不會采用啄鉆。在鉆頭的外角全部離開斜面時，便以500 rpm的轉速和600毫米/分的速度進行后退。
切削速度和進給量
關于推薦的切削參數(shù)，即直徑為5毫米的斜油孔，ISO K 球鐵材料選擇的切削速度為50米/分(0.164英尺/分)，進給量0.28毫米/轉(0.011英寸/轉)。對于ISO P鋼軸，根據(jù)應用不同，推薦的進給量范圍為0.20毫米(0.007英寸/轉)～0.28毫米(0.011英寸/轉)，但切削速度應當增加到80米/分(262英尺/分)。
對于斜油孔加工，機床設置和刀具夾持也很關鍵。采用推薦的大刀具跳動量30微米 (0.00118英寸)，始終使用刀架CoroChuck™或冷縮裝配變型。
微量潤滑的因素
為了實現(xiàn)性能優(yōu)化，關鍵的是要控制好微量潤滑的流量和壓力。CoroDrill 865標配有適用于微量潤滑的接柄，但微量潤滑系統(tǒng)的選擇需要仔細考慮。
單通道系統(tǒng)在機床的背后在冷卻液管道前使微量潤滑的油和空氣混合，通過主軸到刀具完成混合。可使用標準的刀柄，但是由于聚集在主軸上的重力作用，會導致潤滑油滴出，使微量潤滑出油量產(chǎn)生波動。相反，雙通道系統(tǒng)在主軸上和主軸端部使微量潤滑的油和空氣混合。這使得空氣壓力更高，微滴尺寸均勻，在鉆深孔或排屑至關重要的其它應用時適合。
后，正確應用CoroDrill 865，可讓曲軸生產(chǎn)線滿產(chǎn)能運行，可加工深度為25倍切削直徑的斜油孔，其可靠性高，鐵屑控制優(yōu)異。
(原標題：山特維克可樂滿：提升曲軸斜油孔的生產(chǎn)效率)
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