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汽車發動機製造行（háng）業刀具自主設計製（zhì）造的技術應用

2019-8-7 來源：上汽通用東嶽動力總成有限公（gōng）司工廠技術支作者：黨戰國，張秀磊，張敏坤（kūn）

摘要：隨著國內外發動機製造及機加（jiā）工行業的發展（zhǎn），硬質合金類刀具應用日趨廣泛，行業內主要分銑刀類、鑽頭類、鉸刀類、絲錐類，如圖 1。主要用於銑麵、鑽孔、鉸孔、攻（gōng）絲最終製（zhì）造出合格產品，以滿足客戶需要。目前在國（guó）內外發動（dòng）機製造行業內，硬質合金類刀具依舊是從刀（dāo）具專業製造廠家選購（gòu），即（jí）使（shǐ）具備修磨設備，因技術保（bǎo）密及能力限製無法實現刀具自主設（shè）計製造，所以發動機（jī）製造廠家如果能夠具備刀具自主設計製（zhì）造能力，將在行業內是一個新突破。

關鍵詞：硬質合金；刀具；自主設計製造

1 、項目簡介

上汽通用東嶽動力總成有（yǒu）限公司在（zài）行業內創領（lǐng）了刀具自（zì）主設計製造業務並已穩定應用於工廠使用，實現刀具優化的深度突破（pò）降本。

針對 SGM-DYPT 硬（yìng）質合金刀具自（zì）主設計製造項目的推廣（guǎng）應用，刀具團（tuán）隊不斷進行技術總結，並將整理成冊用於公司自主產權並（bìng）計劃申請專利進行技（jì）術（shù）保護及推廣應用。

2、關鍵（jiàn）技術

硬（yìng）質（zhì）合金類刀具自主設計製造項目的關（guān）鍵技術（shù），重點分以下幾個方麵：

2.1 項目攻關難（nán）點

（1）核心參（cān）數選型

刀具製造核心參數廠家保密（mì），刀具自製（zhì）需掌（zhǎng）握（wò）全工序的所有參數選型能力。

圖 1 常用硬質合金刀具

（2）修磨設備產能緊張

刀（dāo）具修磨業務（wù）產能緊張，在（zài）線自製程序研究、調試、試製需占用很大設備產能。

2.2 製造工藝規（guī）劃

2.2.1 國內大型刀具製造廠家（jiā）製造工藝（yì）

傳統的刀具製造工藝大多從原材（cái）料鎢粉開始，經過原材料微（wēi）量元素（sù）的配比混料，然（rán）後（hòu）烘幹高溫高壓成型成為毛坯棒料（liào），然後再根（gēn）據刀具加工材質及工況，選擇（zé）不同的（de）加工工藝

進行粗磨。最終實現刀具製造成品交付最終客戶使用。全（quán）周期工藝流程（chéng）如圖 2：

圖 2 傳統刀具（jù）製造工藝

2.3 大多數（shù）刀具製造廠家製造工（gōng）藝規劃

目前大多數（shù）刀具製（zhì）造廠家直接外（wài）購毛坯棒料進行製作刀具。鑽頭、銑刀類生產工藝流程如表 1：

表 1 鑽頭銑刀類傳統製造工藝流（liú）程

鉸刀生（shēng）產工藝流程（chéng）如表 2：

表 2 傳統鉸刀製造工藝流程

絲（sī）錐生產工藝（yì）流程如表 3：

表 3 傳（chuán）統絲錐製造工藝流程

2.4 上汽通用東嶽動力總成工藝規劃

從 2014 年開始，上汽（qì）通用東嶽動力總成開始研究刀具自主設計製造。

基於刀具團隊具備刀具（jù）自主修複經（jīng）驗，結合公司修磨設備及技術能力，為快速推進刀具自主設計製造業務。刀（dāo）具團隊進行（háng）了製造工藝精簡如圖 3，並針對刀具進行了結構設（shè）計

優化降本，在滿足生產需求的（de）情況下大幅降低製造周期及成本。

圖 3 精簡工藝流程

3、模擬設計軟件應用（yòng）

刀具製作工藝選（xuǎn）定後針對刀具參數的設計運用的大量的模擬仿真及模擬製造軟件，提前規避風險，提高成功率。刀具設計初期使用（yòng） WALTER 磨床模擬軟件如圖 4、Third wave 切削仿真軟件如圖 5，降低刀具在線試（shì）製及試切成本。

圖 4 WALTER 模擬（nǐ）製造軟件

圖（tú） 5 THIRD WAVE 切削仿真（zhēn）軟件

4 、製造關鍵參數選擇

核（hé）心製造參數選型：經過查閱資料及交流總結（jié），辨識出刀具 30 種以上製（zhì）造參數，重點如圖 6：

圖 6 重點刀具製造參數

5、棒料的選擇方案對比

表 4 棒料方案選（xuǎn）型案例

棒料選材：結合加工材料及刀具棒料規格對比（bǐ）國內外多家棒料樣本，作各種方案對（duì）比，舉例如表 4。

6、工藝（yì）參數的選擇

針對關鍵參數製定各（gè）種不（bú）同方案對比驗證，舉例（lì）如（rú）表 5：

表 5 刀具設計參數選型方案案例

7 、上線加工驗（yàn）證

圖 7 刀（dāo）具前刀麵磨損寬度對比

圖 8 刀具後刀麵磨損寬度對比（bǐ）

圖 9 刀具後（hòu）刀麵粘屑寬度（dù）對比

刀（dāo）具試製並切削驗證（zhèng）：488001 為試（shì）點刀具（jù）進行刀具試製，按（àn）照相同刀具壽命前刀麵磨損如圖 7、後刀麵磨損如圖 8及粘屑情（qíng）況如圖 9，經多輪方案（àn）反複試製及試切驗證，最終判定刀具（jù）設計製造質量表現。

8 、製造參數總結

經（jīng）自製驗證每款刀（dāo）具總（zǒng）結（jié）出合理參數，以 488025 銑刀為例最終參數選型如表 6：

表 6 刀具設計參（cān）數選型定點

9 、影（yǐng）響性及效益水（shuǐ）平

9.1 銑（xǐ）刀（dāo）柄部側冷方案已推廣至所有（yǒu）生產線，可推（tuī）廣（guǎng）至其他基（jī）地。

9.2 新刀自製業務使（shǐ）刀具團隊修磨人員技能大幅（fú）提升。

9.3 2015 年新刀自製業務累計降本 103 萬；2016 年自製業務累計降本 165 萬；2017 年截至到 8 月份自製（zhì）業務降本 143 萬。

10 、結語

作為（wéi）汽車發動機製造行業，刀具自（zì）主設計製造項目將不僅在刀具成本降低上釋放效益，針（zhēn）對刀具團（tuán）隊技能水平及整體業務核心競（jìng）爭力將同（tóng）樣受益匪淺，項目影響性及收益將伴隨上汽通用東嶽動力總（zǒng）成有限公司刀具業務的繼續拓展不斷釋放，不斷為公司釋放效益。

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