渦輪殼加工解決方案

渦輪殼加工解決方案

汽車行業(yè)加工零件的競爭非常激烈。大批量典型產(chǎn)品的需求成倍增加，這意味著任何新優(yōu)勢都將帶來巨大的回報。

以渦輪增壓器渦輪殼為例：這些零件的面銑需要很高的生產(chǎn)效率，質(zhì)量和產(chǎn)量，兩手都要抓，兩手都要硬。由于通常是耐熱不銹鋼或鑄鐵工件材料，所以要達(dá)成這個目標(biāo)非常具有挑戰(zhàn)性。

但是，山特維克可樂滿的M612銑刀將改變這一切。這是一款專門針對渦輪殼加工設(shè)計的面銑刀，每個刀片共有12個切削刃，該銑刀可縮短單件加工時間，降低刀具成本，可用于所有粗加工和半精加工工序。


山特維克可樂滿全新的M612銑刀可用于所有粗加工和半精加工工序。

渦輪增壓器渦輪殼必須承受850～1300℃（1562～2372℉）的高溫，所以不銹鋼和鑄鐵材料是首選的零件材料。實(shí)際上，由于不銹鋼的材料特性可提高耐排氣溫度和耐腐蝕的能力，相較于傳統(tǒng)的鑄鐵而言，不銹鋼變得越來越流行。

加工難題

全球每年生產(chǎn)大約5,000萬只（鑄鐵和不銹鋼）渦輪增壓器，但是耐熱不銹鋼渦輪殼的加工成本可能會高達(dá)傳統(tǒng)材料的20倍。這主要是因為在加工這種材料時，刀片磨損極不均勻，刀片壽命也往往非常短且不穩(wěn)定。據(jù)文獻(xiàn)記載，奧氏體不銹鋼具有很高的加工硬化傾向。同時，加工時也很容易產(chǎn)生積屑瘤，積屑瘤的不期而至?xí)@著增加機(jī)床的功率消耗，惡化工件表面質(zhì)量。因此，滿足嚴(yán)格的尺寸和表面公差要求是一大難題，這對切削刀具性能提出了超高的要求。

渦輪殼制造商面臨的另一個挑戰(zhàn)是這些零件都具有形狀復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)，這將導(dǎo)致夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工過程極易產(chǎn)生震動。


達(dá)到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼渦輪殼的面銑是一大難題。

解決之道
為了解決這些問題，除采用一些標(biāo)準(zhǔn)刀具和應(yīng)用知識外，山特維克可樂滿針對渦輪殼銑削工序研發(fā)了定制刀具解決方案。目的是通過采用結(jié)實(shí)耐用的刀具，降低單件加工成本。

山特維克可樂滿汽車應(yīng)用工程師Jacques Gasthuys說：“全新M612銑刀的最大優(yōu)勢是它使用了轉(zhuǎn)位次數(shù)高達(dá)12次的刀片（每面轉(zhuǎn)位6次），鋒利的刀片槽形，結(jié)合可靠的刀片定位，可達(dá)到非常輕快的切削效果，從而可以采用更高的切削參數(shù)。”


全新M612銑刀的最大優(yōu)勢是它使用了可轉(zhuǎn)位12次的刀片（每面6次）。

平穩(wěn)的切削作用

M612的正前角槽形和刃口質(zhì)量確保了平穩(wěn)的切削作用，從而降低了功耗，消除了振動。由此帶來更高的金屬去除率，更短的加工節(jié)拍，再加上其刀片轉(zhuǎn)位次數(shù)高達(dá)12次，從而大大降低了單價成本。M612采用圓形刀片，增加了這種銑刀適應(yīng)不同加工材料類型和銑削工序的靈活性，而特殊的定位面設(shè)計既保證了定位安全性，又獲得了極高的重復(fù)精度。


山特維克可樂滿M612面銑刀具有更平穩(wěn)的切削作用，振動小。


M612確保了平穩(wěn)的切削作用，從而降低了功耗，消除了振動。

這種不銹鋼渦輪殼專用面銑刀的優(yōu)勢深受廣大汽車零部件制造商的歡迎。在不影響發(fā)動機(jī)性能的前提下，發(fā)動機(jī)的小型化也對渦輪增壓器提出了更高的要求。采用M612后，可靠的性能及加工壽命的提升可大大提高渦輪增壓器制造商自身的競爭優(yōu)勢。


M612銑刀共有可轉(zhuǎn)位12次的刀片，其金屬去除率更高，加工節(jié)拍更短。

這種不銹鋼渦輪殼專用面銑刀的優(yōu)勢深受廣大汽車零部件制造商的歡迎。在不影響發(fā)動機(jī)性能的前提下，發(fā)動機(jī)的小型化也對渦輪增壓器提出了更高的要求。采用M612后，可靠的性能及加工壽命的提升可大大提高渦輪增壓器制造商自身的競爭優(yōu)勢。

成功案例

以下這個用戶案例即是M612潛在優(yōu)勢的最好例證。
使用GC4240材質(zhì)刀片，對不銹鋼渦輪殼進(jìn)行粗加工，選擇M612代替競爭對手的面銑刀，將主軸轉(zhuǎn)速從212 rev/min增加到273rev/min，切削速度從/min（/min）增加到/min（/min），進(jìn)給量從（0.005英寸）增加到（0.007英寸）。切削同樣的切削深度（0.098英寸） ，試用的結(jié)果表明，使用M612面銑刀后，單件零件的加工時間縮短27%，而刀具使用壽命延長172%。另外，該案例采用的是干式加工（不使用冷卻液）。
互補(bǔ)的解決方案
我們對于渦輪殼精加工推薦的是CoroMill® 490, 這種產(chǎn)品是山特維克可樂滿的一種標(biāo)準(zhǔn)通用的解決方案，在精加工應(yīng)用中具有優(yōu)異的性能。同樣，為了加工渦輪殼內(nèi)的大量螺孔，采用CoroDrill® 460 鉆底孔，然后再用CoroTap 300攻絲，是經(jīng)過實(shí)踐證明的解決方案。

在車削工序方面，優(yōu)化的重點(diǎn)在于冷卻液的作用。在加工渦輪增壓器渦輪殼時，增加冷卻液壓力，對斷屑和刀具使用壽命都有積極意義。其中，CoroTurn® HP帶有固定噴嘴，可向刀片切削刃噴射高精度的冷卻液，這是確保優(yōu)異的斷屑效果、加工安全性和高生產(chǎn)效率的直接有效途徑。

在對奧氏體不銹鋼（CMC 20.11, M2.0.C.AQ）材質(zhì)的渦輪殼的刀具壽命比較分析中，按標(biāo)準(zhǔn)高壓提供的冷卻液具有明顯的冷卻效果。在15巴的標(biāo)準(zhǔn)壓力時，CNMG 刀片（GC1010 SF材質(zhì)）的加工壽命為4.54分鐘，后刀面磨損量（Vb）為0.62。但是，引入100巴的高壓冷卻技術(shù)后，刀片壽命增加到33分鐘，而后刀面磨損量減小到0.3。因此，在使用壓力為100巴的冷卻液后，這種精車工序中的刀具壽命可延長至7倍。