此文刊登于《刀具界》杂志9月刊。
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,具有中高等强度、中等韧性和塑性,综合性能较高,耐磨性和减振性良好,铸造工艺性能良好等特点,被广泛应用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件,如各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压控制阀等零部件。
其在液压控制阀中的液压阀块上存在着许多孔需要精铰加工,而如何高效率且高质量加工这些孔,一直是球墨铸铁材料加工的难点,特别是一些深孔的精铰加工。
液压阀块
传统用于液压阀块加工的整硬铰刀在精铰加工中通常能达到Ra1.6左右的粗糙度,线速度通常不高于50m/min,刀具加工使用寿命通常不超过300件。针对这种情况,名古屋工具技术研发团队经过反复设计验证和试切削,开发出了具有受专利保护的特殊槽型和刃口设计的高进给铰刀高速加工方案。
与传统整硬铰刀相比,上海名古屋开发的高进给铰刀方案加工出的零件表面粗糙度可达Ra0.5以下,而且在加工效率和刀具使用寿命上都有巨大的提升。
截至目前,上海名古屋现已在多家知名客户终端推广使用高进给铰刀产品,完美解决了工程机械行业液压阀块精铰加工这一技术难点。
加工案例
被加工零件:液压阀块;
材质:球墨铸铁;
机床:卧式加工中心;
冷却方式:内冷;
客户要求:孔径公差±0.005,孔壁粗糙度同时满足Ra1.6和Rz6.3,寿命200件以上。
加工难点:孔径公差要求高,孔壁粗糙度要求高,涂层整硬铰刀加工粗糙度和使用寿命均不能稳定达到客户要求。
(1)工位1(D14.5孔位)
名古屋高进给铰刀加工效果
通过客户实测,名古屋高进给铰刀方案不仅加工孔壁粗糙度优于原涂层整硬铰刀方案,能稳定达到客户要求,而且整个孔的加工耗时从13秒缩短至1秒,加工速度高达22毫米/秒,与优化前相比加工效率整整提升了13.2倍,同时刀具寿命高达2500件,超出客户设定
目标12倍,与优化前相比刀具寿命提升6.25倍,单孔铰加工刀具成本下降70%。
(2)工位2(D15孔位)
名古屋高进给铰刀加工效果
通过客户实测,名古屋高进给铰刀加工孔壁粗糙度优于原方案涂层整硬铰刀加工且不会出现振刀现象,加工效率和使用寿命有大幅提升,加工速度高达20毫米/秒,加工耗时从8秒缩短至1秒,客户加工效率提升8倍,同时与优化前相比刀具寿命提升4倍,单孔铰加工刀具成本下降49%。
(3)工位3(D15.8孔位)
名古屋高进给铰刀加工效果
通过客户实测,名古屋高进给铰刀加工锥面和孔壁粗糙度更优且孔径稳定,没有锥度孔等不良现象,加工速度高达20毫米/秒,加工耗时从10秒缩短至1秒,加工效率提升10倍,同时与优化前相比刀具寿命提升2.2倍,单孔铰加工刀具成本下降54%,切实助力客户降本增效。