汽车关键零部件高性能刀具的开发创新

针对汽车关键零部件的加工特色及其特殊的切削工艺要求，以开发先进的复合刀具或专用的刀具结构为重点，通过应用反求工程技术进行消化吸收和创新，参数化解析以及高速旋转刀具系统安全性进行刀具优化几何设计；对引进的汽车零部件用复杂刀具和特殊刀具进行结构设计、几何形状优化、热处理工艺创新。

    研究乘用车及重型卡车用发动机、变速箱、传动系齿轮用高精度滚、剃、插齿轮刀具以及弧齿锥齿轮刀具的设计原理，开发相关加工技术和装备；研发发动机缸体缸盖高精密镗铣削系列刀具和高精度孔加工复合刀具、曲轴凸轮轴高效加工用车拉刀、车铣刀、曲轴高速内/外铣刀、镗铣刀等一批高精度、高效率、高可靠性、专用化的“三高一专”的高速高效复合切削刀具。

    汽车关键零部件高性能刀具的开发过程中的几项关键技术进行重点研究，分别是刀具设计技术、刀具成形技术、刀具涂层技术和刀具应用技术。

    刀具设计技术：目前国内刀具设计主要依赖于经验并面向传统。

    切削加工领域，无刀具安全性可言。本项目是基于反求工程、刀具参数化解析以及高速旋转刀具系统安全性进行精密复合整体硬质合金数控刀具设计，满足高速高效切削性能要求；反求工程技术是现代设计制造技术中不可缺少的重要方法，应用激光快速扫描系统，获得关于样品实体特征的离散点数据，再通过空间重构技术求得样品的三维仿真模型，从而达到快速优化设计的目的。精密复合整体硬质合金数控刀具结构复杂，设计精度高，应用反求工程技术可以大大缩短刀具的设计周期，满足设计要求。汽车零部件制造中高速高效切削工艺应用普及，因而在精密复合整体硬质合金数控刀具设计中，必须对高速旋转刀具系统的静力学模型和动力学模型进行分析，对高速高精度刀具系统的动平衡性能以及刀体和夹紧机构的失效机理进行研究，利用先进的反求工程软件、硬件技术平台和动平衡试验系统，开展刀具设计研究工作。

    刀具成形技术：该技术内容分为两大部分，分别是复杂空间线刃成形的多轴联动数控磨削技术和超硬材料电蚀磨削技术。

    基于主切削刃空间成形原理的多轴联动数控全磨制式刀具成形技术；全磨制式精密复合整体硬质合金数控刀具的主切削刃空间成形是通过先进的数控工具磨床多轴联动来实现，有关砂轮空间截型的运动轨迹描述是获得主切削刃的关键技术，通过CAD/CAM三维仿真切削软件的运用，进行阶梯面、曲面以及砂轮空间截型等各种复杂型面的三维仿真研究。通过CAM前瞻功能，对加工系统的干涉问题进行研究，获得优化的磨削工艺，确保实际磨削加工过程系统的可靠性和质量的稳定性。在此基础上，通过二次开发，形成自主知识产权的关于精密复合整体硬质合金数控刀具成形制造技术。