克服雙金屬發(fā)動機缸體面銑加工挑戰(zhàn)

隨著市場對輕質(zhì)發(fā)動機需求的日益增加，越來越多的客戶需要相應(yīng)的刀具和方法來加工雙金屬發(fā)動機缸體。
為了減少二氧化碳排放，所有移動交通工具 (例如飛機、輪船、汽車和卡車) 都迫切地需要減輕重量。輕質(zhì)的交通工具意味著碳排放量降低。
為滿足這些要求，很多汽車發(fā)動機制造商已經(jīng)在開發(fā)輕質(zhì)雙金屬發(fā)動機缸體，其主體由鋁硅合金制成，而暴露于高機械負(fù)載和熱負(fù)載的缸套則是由灰口鑄鐵 (GCI) 制成。兩者結(jié)合，可確保機械可靠性，并且重量較之傳統(tǒng)的鑄鐵發(fā)動機缸體要輕很多。但是加工起來會有些棘手，因為兩種金屬的機械性能大不相同。
山特維克可樂滿全球汽車應(yīng)用工程師Phillipe Andre說：“燃燒面的面銑是發(fā)動機缸體的最后幾道工序之一。如果失敗，則意味著整個零件可能要報廢，代價非常高昂。”

加工雙金屬時，一種刀片要同時切削兩種熱性能和機械性能大不相同的材料。鋁合金在高溫下會變軟變粘，而鑄鐵材料則會變脆且強度高。刀具壽命短、表面質(zhì)量差、毛刺形成、表面刮痕和缸套崩邊是常見的挑戰(zhàn)；必須確保加工過程中不能出現(xiàn)這些瑕疵。

山特維克可樂滿汽車部全球產(chǎn)品經(jīng)理Emmanuel David說：“此外，如今的汽車制造業(yè)高度自動化，無人生產(chǎn)達到較高水平。想象一下，不定期和頻繁更換刀片 (有時情況甚至更糟，刀片突然崩刃) 會產(chǎn)生多少成本。”

因此，當(dāng)汽車團隊著手為汽車發(fā)動機制造商開發(fā)新解決方案時，可靠的刀具壽命、表面質(zhì)量、重復(fù)精度和穩(wěn)定工藝是主要考慮因素。



Phillipe解釋道：“永遠(yuǎn)不要低估這道工序?qū)α己帽砻尜|(zhì)量的需求。缸套崩邊甚至表面上的細(xì)小刮痕都會導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生泄漏、性能低下，最終增加排放。”
為滿足不同的客戶需求，山特維克可樂滿的法國和瑞典團隊開發(fā)出兩種解決方案：用于自動線或加工中心的面銑刀具M610，以及與之搭配的應(yīng)用于加工中心的全新加工工藝。M610刀具以創(chuàng)新方式對刀片與設(shè)計進行了組合。刀片具有特殊的徑向和軸向切削角和獨有的刃口處理，銑削雙金屬時，能很好滿足工件表面質(zhì)量和公差要求。“M610的一個重要特征是該刀具不需要任何調(diào)整，這款獲得專利的刀具可確保較高表面質(zhì)量。Phillipe說，此解決方案適合吃到寬度達整個刀具直徑的發(fā)動機生產(chǎn)。

David說：“在我們執(zhí)行的眾多客戶測試中，M610面銑刀具的結(jié)果都非常出色。跳動量接近于零，表面無毛刺、崩邊或刮痕。”



作為M610功能的補充，山特維克可樂滿還推出了一種全新的雙金屬加工方法，這種方法主要是通過巧妙地設(shè)計刀具路徑，將鑄鐵缸套和鋁合金的加工盡可能分開，這樣一來，刀片幾乎不會同時加工兩種性能截然不同的金屬。這種新方法基于采用CBN刀片的CoroMill 590高速精銑概念，并已證明具有出色效果。
此解決方案適合要求靈活性的發(fā)動機生產(chǎn)，或者表面吃刀量無需達整個刀具直徑的工況。
David總結(jié)道：“兩種概念都將支持汽車制造業(yè)生產(chǎn)更環(huán)保發(fā)動機的決心。迄今為止，在雙金屬燃燒面的面銑工序方面，發(fā)動機制造商都深感棘手。對于這種巨大需求，我們的兩種解決方案將能夠很好滿足。”