鉆孔在汽車制造中起著至關(guān)重要的作用。必須為每輛制造的車輛鉆出數(shù)百個(gè)孔，包括傳動(dòng)軸，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，安全氣囊推進(jìn)劑室，凸輪軸和其他內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)零件中的孔。在任何汽車零件生產(chǎn)線中，傳送帶都是不間斷運(yùn)行的，而高效的鉆孔設(shè)備是獲利能力的關(guān)鍵方面。主軸每分鐘沒有在鉆孔，或者沒有有效地排空由鉆孔形成的切屑，這是浪費(fèi)金錢的一分鐘。制造商必須利用鉆孔設(shè)備，因?yàn)樗鼈兛梢源蟠筇岣咧瓶仔省，F(xiàn)在可以使用創(chuàng)新技術(shù)，該技術(shù)可以無(wú)縫集成到流程中，而無(wú)需關(guān)閉生產(chǎn)。
將鉆孔設(shè)備應(yīng)用到汽車制造中
過去，所有大型，大批量的汽車金屬切割和鉆孔操作都是通過專用機(jī)器上的傳輸線執(zhí)行的。這些機(jī)器通過大鏈條設(shè)定了運(yùn)行速度，這些大鏈條在加工站之間輸送零件，并在那里等待執(zhí)行操作。一天可以鉆出一定數(shù)量的零件;此外，如果一臺(tái)機(jī)器發(fā)生故障，整個(gè)生產(chǎn)線也會(huì)關(guān)閉。開發(fā)能夠加快操作速度的切割或鉆孔工具沒有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樯a(chǎn)線只能以指定的速度運(yùn)行。
這種過時(shí)的汽車制造方法在整個(gè)1970年代和1980年代一直持續(xù)，但是隨著數(shù)控(CNC)機(jī)床的興起，在1990年代逐漸開始改變。當(dāng)今的現(xiàn)代汽車制造商正在使用靈活的CNC鉆孔設(shè)備。如果零件可以在一臺(tái)設(shè)備上運(yùn)行得更快，則可以加快與下一臺(tái)設(shè)備的連接，也許會(huì)獲得優(yōu)勢(shì)，最終轉(zhuǎn)化為更高的收入。借助這些由CNC操作的新型傳輸線，制造商可以變得更加靈活，進(jìn)行更改并利用出現(xiàn)的任何新工具。他們可以采用工具創(chuàng)新，以幫助他們提高產(chǎn)量并賺更多錢。
影響汽車行業(yè)金屬切削的行業(yè)趨勢(shì)
在過去20到30年中，影響金屬切削的一個(gè)主要因素是長(zhǎng)期消除了易切削的自由機(jī)加工金屬，這些金屬可以輕松切削，從而以令人滿意的光潔度以較低的成本去除材料，而不會(huì)磨損工具。隨著金屬中鉛的去除以及壓實(shí)石墨鐵(CGI)替代鑄鐵，汽車工業(yè)中使用的金屬已從機(jī)器友好型轉(zhuǎn)變?yōu)闃O難加工的狀態(tài)。這意味著必須調(diào)整工具以增加切屑控制，以延長(zhǎng)工具壽命并使孔更直。影響鉆孔工具的其他相關(guān)行業(yè)變化是環(huán)境法律，該法律限制在鉆孔冷卻液系統(tǒng)中使用氯和硫。(在歐洲，此問題的范圍有所不同，這要求進(jìn)行干式加工，即不使用冷卻劑，或很少使用冷卻劑，
最終結(jié)果是，模具制造商必須找到創(chuàng)新的方法來(lái)應(yīng)對(duì)這些趨勢(shì)。模具制造商不得不進(jìn)行創(chuàng)新以提高其設(shè)備的性能。一些公司正在朝近凈鍛造方向發(fā)展，以避免出現(xiàn)這些問題，但是由于各個(gè)鍛件的零件始終不同，因此這些問題還將繼續(xù)。
為了響應(yīng)這些汽車制造，經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境/法規(guī)方面的趨勢(shì)，市場(chǎng)正在尋找車削和鉆孔方面的創(chuàng)新-機(jī)器和工具。實(shí)際上，這項(xiàng)創(chuàng)新為汽車制造商帶來(lái)了利潤(rùn)。
例如，新的車床和鉆床以高速換刀和更精確的HSK(空心錐柄)式刀具主軸上市。但是，也有很多機(jī)會(huì)來(lái)設(shè)計(jì)工具，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備的不足。在20世紀(jì)的機(jī)器上放置21世紀(jì)的工具可以顯著提高制造效率并增加利潤(rùn)，使舊機(jī)器的性能像全新機(jī)器一樣。改善現(xiàn)有的資本資產(chǎn)可能是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橘?gòu)買大型新設(shè)備的資本要求可能難以籌集資金。借助新型數(shù)控機(jī)床的靈活性，可以無(wú)縫集成新的工具改進(jìn)，而無(wú)需關(guān)閉生產(chǎn)線即可進(jìn)行重新工具。
如某一家大型汽車制造商的一級(jí)供應(yīng)商執(zhí)行的工程和設(shè)計(jì)工作，該工程使用了合金鋼制成的大容量傳動(dòng)軸，這種合金是不良的切屑形成材料。現(xiàn)有工具使用了低工具壓力的冷卻液系統(tǒng)和小的主軸錐度。它產(chǎn)生了一個(gè)非常大且磨蝕的切屑，該切屑被困在鉆頭刀架主體的外部尺寸上，埋在孔的底部且沒有疏散。由于孔表面光潔度差，該工具每個(gè)刀片只能鉆200-400個(gè)孔，并且每月的廢品率很高，約為10萬(wàn)元。
于是他們?cè)谧约旱膶?shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了切屑形成研究調(diào)查–不在制造商的生產(chǎn)線上，而是在主軸上進(jìn)行，因此不會(huì)導(dǎo)致任何生產(chǎn)停機(jī)。聯(lián)合機(jī)器公司的研究實(shí)驗(yàn)室具有模擬制造商的精確機(jī)器條件和泵壓力的設(shè)施，從而確保可以優(yōu)化排屑。
該公司開發(fā)的工具是一個(gè)專門設(shè)計(jì)的特殊刀架，這使該工具能夠更直地鉆更長(zhǎng)的時(shí)間，產(chǎn)生更真實(shí)的孔，并使磨損更均勻包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的定位銷，該定位銷可提高工具的精度，增加刀架上的軸承直徑，并在三刀槍架的硬質(zhì)合金軸承區(qū)域中增加冷卻液出口。這種設(shè)計(jì)減小了刀架與刀片之間的間隙，但增加了耐磨墊的支撐。
該技術(shù)使低壓機(jī)器的性能大大提高，與現(xiàn)代高壓冷卻劑機(jī)器相當(dāng)。現(xiàn)在形成的切屑非常小且易于管理，切屑從刀架的排屑槽中抽出，并且消除了軸內(nèi)部尺寸上的所有打孔現(xiàn)象。新工具可產(chǎn)生出色的表面光潔度，每年可減少約100萬(wàn)的廢料，并使工具壽命延長(zhǎng)280%。每個(gè)刀片可鉆約1200個(gè)孔，是以前工具的3至6倍。
創(chuàng)新的另一個(gè)例子是安全氣囊推進(jìn)劑腔孔鉆探應(yīng)用，該業(yè)務(wù)每年可生產(chǎn)700萬(wàn)個(gè)單位。該公司還存在切屑形成問題。芯片的尺寸實(shí)際上在零件內(nèi)部形成了“理發(fā)桿”，導(dǎo)致需要報(bào)廢大量零件。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究人員調(diào)查了該問題以了解癥狀，然后設(shè)計(jì)了專門針對(duì)公司運(yùn)營(yíng)及其材料的工具。他們開發(fā)了一種采用適當(dāng)切屑形成幾何形狀精確設(shè)計(jì)的刀頭，可以使最佳尺寸的切屑從孔中抽出。使用數(shù)控鉆孔技術(shù)和定制的鉆孔鑲件，客戶每件可節(jié)省三秒鐘，而三秒鐘可節(jié)省700萬(wàn)次，可節(jié)省大量時(shí)間，并節(jié)省大量資金。
此后，該數(shù)控鉆孔技術(shù)具已在世界各地的許多其他汽車應(yīng)用中使用，其中包括一種設(shè)計(jì)用于制造曲軸端頭的工具。新的螺紋銑削工具和創(chuàng)新的快速更換鉸孔頭是最近如何使用工具獲得優(yōu)勢(shì)的其他示例。
借助靈活的現(xiàn)代化數(shù)控鉆孔設(shè)備，可以輕松地集成投放市場(chǎng)的任何工具改進(jìn)和創(chuàng)新。避免進(jìn)行需要巨額資本支出的大型改型，并拆除安裝新設(shè)備的設(shè)施，可以為制造商節(jié)省大量資金并提高利潤(rùn)。
