汽车关键零部件高性能刀具的开发要围绕汽车关键零部件中有关刀具设计、刀具制备、刀具切削性能评价、切削过程切削力-切削温度耦合作用机理、刀具切削数据库等关键共性技术,开展金属切削加工基础理论研究和试验技术研究。针对汽车关键零部件高性能切削加工要求,开展高性能刀具设计制造过程中的关键技术研究,分别是高速高效切削刀具的设计技术、成形技术、先进涂层技术、应用技术。
汽车零部件中有大量尺寸不一的阶梯孔、复杂结构内表面和细小深油孔,加工精度要求高。所以对数控复合孔加工刀具和复合涂层刀具的结构、主切削刃形状、刀具材料、动平衡、涂层以及断屑、排屑性能等等都有较高的特定要求。从刀具结构方面来分析,在汽车零部件生产线上,大量使用精密复合孔加工刀具可以简化工序和减少刀具数量,并能保证孔加工精度。如同步进行钻削、铰削或镗孔及倒角的复合阶梯钻铰镗刀,同步加工阶梯孔的精密复合CBN/PCD镗刀,变导程精密复合阶梯铰刀,具有复杂刃形的聚晶金刚石高速高效镗铣刀,用于发动机缸体、缸盖、曲轴及连杆的油道深孔钻削的带内冷却功能的麻花钻及单刃枪钻,等等。发动机缸体缸盖平面加工普遍采用带修光刃的大直径高速盘铣刀进行高速铣削,曲轴加工普遍采用高速内铣刀、高速外铣刀、车拉刀等精密复合刀具。从刀具材料方面来分析,高效复合涂层刀具、精密复合整体硬质合金数控刀具、聚晶金刚石(PCD)刀具和聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具等已占据了主要位置,以适应汽车行业加工高效、精密、环保的要求。
开展刀具设计、刀具制备、刀具切削性能评价、切削过程切削力-切削温度耦合作用机理、刀具切削数据库等方面工作,将有力地带动我国工具制造企业对高性能刀具的研究和发展,提升我国数控刀具设计制造的整体水平,增强我国精密刀具和涂层刀具参与国际竞争的能力,降低对进口数控刀具的依赖程度。形成研究开发和产业化配套之间的良性循环,打造以技术为先导,以产品为载体的发展新局面。