1.動(dòng)力總成機(jī)加工刀具現(xiàn)狀
(1)我國(guó)汽車產(chǎn)能的現(xiàn)狀
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2015年我國(guó)汽車產(chǎn)銷分別完成2450.33萬(wàn)輛和2459.76萬(wàn)輛,均創(chuàng)歷史新高。表1為我國(guó)2015年1-11月乘用車汽車前十家生產(chǎn)企業(yè)銷量排名(信息來(lái)源中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)),10家企業(yè)銷售1117.68萬(wàn)輛。中汽協(xié)對(duì)于2016年國(guó)內(nèi)乘用車市場(chǎng)銷量預(yù)測(cè)將在2276萬(wàn)輛左右,增速為7.8%。

汽車動(dòng)力總成主要大件的機(jī)加工刀具品種很多,如下所列: 銑刀,包括面銑刀盤、玉米銑刀、立銑刀、角向銑刀、球頭銑刀等;鉆頭,包括麻花鉆、槍鉆(單刃、直槽鉆)、三刃鉆、四刃鉆);鉸刀,包括單刃鉸刀、多刃鉸刀;拉刀,包括平面拉刀、圓形拉刀;鏜刀,包括階梯孔鏜把、同軸孔鏜把、單孔鏜把;組合串刀;絲錐,包括切削絲錐、擠壓絲錐、螺紋梳刀;珩磨頭,包括曲軸孔珩磨頭、缸孔珩磨頭、連桿大小頭孔珩磨頭);砂輪,包括PCD砂輪、CBN砂輪、剛玉砂輪、綠色碳化硅砂輪;曲軸加工刀具,包括車車?yán)?、外銑刀、?nèi)銑刀;復(fù)合刀具,包括鉆銑螺紋、鉆锪平面、鉆锪鏜倒刀具;還有插齒刀具、滾齒刀具、拋光帶、毛刷等。
刀具的種類多少?zèng)Q定了刀具企業(yè)面與點(diǎn)的程度。因此,我國(guó)汽車制造業(yè)刀具的需求量增加,也給國(guó)外刀具公司和國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)提供了一個(gè)絕好的機(jī)會(huì)。刀具性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)決定了刀具企業(yè)被汽車動(dòng)力總成廠選擇的前提條件。
(3)刀具的國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀
汽車動(dòng)力總成項(xiàng)目刀具的選擇供應(yīng)商形式,每一個(gè)企業(yè)都會(huì)根據(jù)自己的規(guī)劃策略,選擇適合自己公司項(xiàng)目刀具的供應(yīng)商刀具,但是不管選擇什么形式,在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中還是會(huì)有對(duì)項(xiàng)目刀具進(jìn)行優(yōu)化的工作開展。圖1為某企業(yè)動(dòng)力總成兩個(gè)項(xiàng)目的主要大件的刀具配置數(shù)量。

圖1 某企業(yè)動(dòng)力總成兩個(gè)項(xiàng)目的主要大件的刀具配置數(shù)量

圖2 各刀具材料及刀具的優(yōu)化百分比

圖3 兩個(gè)項(xiàng)目刀具優(yōu)化的供應(yīng)商比例

圖4 刀具材料的分類百分比

圖5 超硬刀具的優(yōu)化比例分析

圖6 整硬刀具的優(yōu)化比例分析
2.動(dòng)力總成機(jī)加工刀具展望
(1)乘用車動(dòng)力總成的發(fā)展趨勢(shì)與刀具的關(guān)系
①小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的比例上升
我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排量現(xiàn)在各個(gè)企業(yè)不再是單一的幾個(gè)排量規(guī)劃,而更注重系列化的生產(chǎn)。從最小的1.0T,1.2L······到2.4L,3.0L,3.4L。
②動(dòng)力總成主要大件的減重
汽缸體毛坯材料從灰口鑄鐵到全鋁合金材料;汽缸體、汽缸蓋毛坯的型腔壁厚變?。磺S大件的整體重量下降,以前4缸的曲軸是8個(gè)平衡塊,現(xiàn)在4缸的曲軸平衡塊設(shè)計(jì)成4塊,曲軸主軸頸、連桿頸鑄造中空或加工中空等。
③動(dòng)力總成主要零部件的材料變化
汽缸體的材料從鑄鐵材料到全鋁材料;汽缸蓋材料雖然還是鋁合金材料,但是材料的牌號(hào)從AA319調(diào)整到A356;曲軸材料從原先的球墨鑄鐵到鋼材料再到高性能蠕墨鑄鐵,材料的硬度從BHN197-269到HB248-302;發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管材料調(diào)整為含高鎳成分的難加工材料等。
④動(dòng)力總成的機(jī)加工刀具成本上升
從動(dòng)力總成的毛坯減重,直接影響到加工零件的剛性,故要求提高刀具的鋒利性;材料的難加工使刀具的使用壽命下降,需要高耐磨性材料和表面涂層的刀具;加工產(chǎn)能的提升,需要減少換刀時(shí)間,因此復(fù)雜刀具的應(yīng)用致采購(gòu)價(jià)格上升等。
(2)動(dòng)力總成機(jī)加工刀具的發(fā)展趨勢(shì)
①刀具的設(shè)計(jì)注重與設(shè)備供應(yīng)商的合作
越來(lái)越多的箱體類零件加工刀具是與設(shè)備供應(yīng)商共同開發(fā)、滿足加工工藝要求的新型刀具,特別是鏜加工刀具(拉桿推桿驅(qū)動(dòng)、中心冷卻液壓力驅(qū)動(dòng)、壓縮空氣驅(qū)動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)速的變化達(dá)到離心力的驅(qū)動(dòng)、檔塊式驅(qū)動(dòng)等等)在線補(bǔ)償式刀具的技術(shù)應(yīng)用。
②刀具細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新
刀片的鎖緊機(jī)構(gòu);刀片的微調(diào)機(jī)構(gòu);刀具刃口斷屑槽;鉆頭的頭部形式創(chuàng)新;鉆頭的支撐刃帶創(chuàng)新;鉆、銑刀具的容屑槽創(chuàng)新;鉆頭的斷續(xù)副切削刃創(chuàng)新;鏜把刀具刀片布局創(chuàng)新;螺旋槽PCD階梯鉆;激光燒結(jié)技術(shù)、3D打印技術(shù)在刀桿上的應(yīng)用等。
③冷卻液沖洗刀片刃口
冷卻液的沖洗方向更有針對(duì)性。以前的冷卻液外冷往往對(duì)準(zhǔn)刀具或者刀具的周圍即可,而現(xiàn)在已經(jīng)開始實(shí)施冷卻液的方向與量的集中結(jié)合使用,既冷卻液主要對(duì)準(zhǔn)加工刃口沖洗,這樣對(duì)切削刃口進(jìn)行加大力度的冷卻效果,使刀具的使用壽命明顯上升。
④滿足位置度要求提升的刀具結(jié)構(gòu)
刀具的設(shè)計(jì)更注重刀桿的剛性和刀具的支撐刃帶的定位作用。
⑤滿足材料硬度上升的加工刀具涂層
高性能涂層的應(yīng)用(復(fù)合涂層);鋁合金刀具選擇涂層;涂層提升高晶粒的等級(jí)一致性、和基體的親合力好、高耐熱性、硬度高、韌性好、耐沖擊、非常致密光滑的涂層表面結(jié)構(gòu)及抗后刀面磨損等優(yōu)勢(shì)。
⑥MQL刀具的普及應(yīng)用
在軸類孔系得到廣泛應(yīng)用,勢(shì)必會(huì)向其它零部件加工方面延伸。
⑦磨具加工刀具的新變化
CBN砂輪采用碳纖維機(jī)體,使其達(dá)到更高的線速度Vc=200m/s;砂帶和砂輪的標(biāo)準(zhǔn)一致磨粒提升磨削的切除量,大大提升加工效率。
⑧易耗件刀具的降本措施
多刃口刀片的應(yīng)用;Sub-Land(復(fù)溝)鉆頭的應(yīng)用;密齒銑刀具的應(yīng)用;鉆頭頭部可換的應(yīng)用等。
⑨刀具使用壽命的合理性
刀具使用壽命的提高直接可以改變刀具的運(yùn)作成本。過(guò)去刀具使用壽命沒有零頭的推薦值將越來(lái)越少出現(xiàn)。而根據(jù)刀具實(shí)際加工的長(zhǎng)度軌跡距離來(lái)核定刀具的使用壽命將成為標(biāo)準(zhǔn)的推薦方式。
⑩刀具切削參數(shù)的合理使用
刀具切削參數(shù)的合理性,是滿足工藝要求前提下正確使用刀具的方法,是刀具合理使用到刀具合理磨損的運(yùn)作方式。不能為了滿足生產(chǎn)節(jié)拍而無(wú)考慮的提升切削參數(shù),降低刀具實(shí)際可加工的零件數(shù)量。
3 動(dòng)力總成對(duì)機(jī)加工刀具供應(yīng)商的需求
汽車動(dòng)力總成廠就刀具在實(shí)際運(yùn)作中的作用與要求,作為客戶會(huì)對(duì)刀具供應(yīng)商提出一定的需求,概括如下:
(1)刀具安全
作為客戶,希望刀具供應(yīng)商提供的刀具是安全的。安全的概念大到加工過(guò)程中不出現(xiàn)飛離刀體的現(xiàn)象,小到正常接觸刀具時(shí)不會(huì)劃破雙手。
(2)質(zhì)量穩(wěn)定
動(dòng)力總成機(jī)加工生產(chǎn)線是大批量生產(chǎn)的模式,因此刀具的設(shè)定使用壽命是階段性的穩(wěn)定。假如出現(xiàn)質(zhì)量的批次差異就存在批量報(bào)廢加工件的風(fēng)險(xiǎn),所以供應(yīng)商的刀具質(zhì)量一定要穩(wěn)定。
(3)價(jià)格雙贏
刀具的價(jià)格因供應(yīng)商的知名度和品質(zhì)不同,存在價(jià)格上的明顯差異。因此刀具采購(gòu)過(guò)程中的重要性就是判斷其類似刀具在市面上的價(jià)格合理性。片面壓低供應(yīng)商價(jià)格并不可取,雙贏的局面才能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期合作。
(4)供貨按時(shí)
刀具的采購(gòu)數(shù)量作為客戶是根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和采購(gòu)周期來(lái)核定下單的。也就是刀具供應(yīng)商的脫期供應(yīng)采購(gòu)刀具會(huì)直接影響客戶的正常生產(chǎn)運(yùn)作。
(5)響應(yīng)及時(shí)
作為客戶購(gòu)買刀具時(shí)不僅購(gòu)買刀具供應(yīng)商的刀具物料,還包含購(gòu)買了刀具在實(shí)際使用過(guò)程中的問題解決,因此當(dāng)客戶碰到問題解決不了時(shí),作為刀具供應(yīng)商一定要響應(yīng)及時(shí),盡快把解決問題。
(6)技術(shù)支持
作為客戶,不是每一家企業(yè)都有能力自己完成大小項(xiàng)目的,所以客戶在需要的時(shí)候會(huì)要求刀具供應(yīng)商給與技術(shù)支持。
(7)定期交流
不是每一家國(guó)內(nèi)刀具供應(yīng)商都是技術(shù)力量強(qiáng)大的,所以有時(shí)候通過(guò)與客戶的定期交流可以達(dá)到雙方都得益的境地。
(8)長(zhǎng)期合作
供貨關(guān)系最佳的目標(biāo)就是長(zhǎng)期合作。因?yàn)檫@樣的合作才能夠讓供貨企業(yè)有穩(wěn)定的生產(chǎn)計(jì)劃,客戶有穩(wěn)定的質(zhì)量和采購(gòu)價(jià)格。
中國(guó)的汽車企業(yè)已經(jīng)駛上了中國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展的高速環(huán)路,既不能改變方向、也不能剎車減速,唯有把穩(wěn)方向、踩足油門、全速前進(jìn)。故刀具供應(yīng)商與客戶的雙方協(xié)作,相互理解,共同配合才能夠最終達(dá)到雙贏的目的。