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PCD刀具在汽车制造业的应用

浏览:824    时间:2018-03-12    来源:

根据欧洲铝业协会(EAA)发表的研究结果,1990年时欧洲每辆新汽车用铝量为50公斤,到2005年,该数字已上升到132公斤,预计到2010年,每辆新汽车用铝量可能还会再增加25公斤。根据这份研究报告,2005年欧洲生产的新汽车中,铝制零件的重量达到了200万吨。由于铝制零件使汽车重量减轻,每年可以节约10亿公升燃油,并且在这些汽车的生命周期中,可使二氧化碳排放量减少大约4000万吨。

在汽车的车身中,大部分铝制零件集中在空调系统、发动机盖、减震器零件和转向柱上,在汽车底盘和悬挂总成 中,铝制零件主要集中在轮毂、悬挂支架和转向系统装配件上,在动力传动系统中,大部分铝制零件位于汽缸盖 、汽缸体 、发动机罩 、泵和冷却器上。此外,铝合金在密封件 、车身外壳 和底盘上的应用也在不断增加。

用密度较小的材料取代钢作为常规结构材料在其他一些行业 (如通用机械制造业和航空工业 )也具有重要意义。但是,由于铝合金的硬度不太高,并且具有较高的韧性,因此其切削加工比较困难。在加工时 ,铝合金容易与刀具材料发生粘结并出现冷作硬化现象 ,因此在低速切削时,刀具的前刀面上容易产生积屑瘤 。

1、干式切削加工
由于对环境影响的敏感性,汽车零件正越来越多地采用干式切削或在加工时采用最少量的冷却液。在节约冷却成本(包括与之相关的废液回收处理成本 )的推动下,也正在促使切削速度大幅度提高,而采用常规硬质合金刀具不可能实现这种高速切削加工。

用常规的刀具或刀具材料进行干式切削时,由于刀具切削刃几何形状的变化,加上在切削区由摩擦引起的热量增加,导致被加工工件表面光洁度较差。


2、更高的机床转速
最后但并非最不重要的一点是,机床技术的发展使其主轴转速和进给量不断提高,从而实现了更快速的切削加工 。仅仅在几年前,机床的主轴转速还只有6000r/min,而如今已经达到30000M-40000r/min,轴的运动加速度可达到2G 。这种机床在强大的计算机能力支持下,能够实现加工所需的运动功能(如螺纹铣削中的螺旋插补运动)。为了能在作用点将这种速度优势转换为加工优势,就需要采用相应的刀具材料。然而,如果采用硬质合金刀具 ,其切削速度只能达到400m/min;而带有聚晶金刚石(PCD)切削刃的刀具其切削速度可高达3000m/m in(根据切削工艺而有所不同)。除了更高的加工速度以外PCD刀具的主要优势还包括更长的刀具寿命,以及 (在许多情况下 )更好的表面加工质量。


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