今天（tiān），全（quán）球汽車（chē）製造商都（dōu）在力爭生產更經濟和更節能的汽（qì）車，他們（men）也擁有很多削減成本的方式，以實現這一目標。針對乘坐室，可選用（yòng）新型材料;針（zhēn）對底盤，可以製造通用型、模塊（kuài）化的"平台"以及更多的標準（zhǔn）零件;對於附件和電子器件，可以（yǐ）研發更（gèng）加精密的組件。對於2011年5000萬輛的乘用車製造計劃來說，如果（guǒ）每個部件能節省一分錢，那麽（me）整個汽車行（háng）業將能削（xuē）減8位數的成本。

      據美國底特律的IRNInc.公司（sī）介紹，發動機的生產（chǎn）占乘用車總生產成本的（de）17%，然而卻並不適（shì）用任何（hé）以上的成本削減方式。而汽油發動機生產，相比（bǐ）之下，是汽車生產環節中最（zuì）複雜、最嚴謹且所耗成（chéng）本（běn）最高的部件。發動機一般為企業自主生產件，設計方麵（miàn）的（de）改進有局限性。在實際使用（yòng）中高溫、高壓的環境，也限製發動機隻能選擇金（jīn）屬材料。而即便使用最先進（jìn）的生產技術，由於發動機（jī）自身對公差的嚴（yán）格要（yào）求，無論如（rú）何，都無法避免（miǎn）金屬加工環節包括對鑄鐵的加工。例如，加（jiā）工圓柱孔，在實現高金屬（shǔ）去（qù）除率的同時，必須（xū）保（bǎo）證尺寸（cùn）公差帶控製在（zài）0.01mm內，無論圓度和圓柱度相對值還是絕對值在精加工時，形位公差應達到0.001mm。

      基於上述（shù）原因，在發動機複（fù）雜的製造工藝中，發（fā）動機（jī）缸（gāng）孔的加工成為打破高（gāo）成本的瓶頸，而（ér）如何降低其加工費用也成（chéng）為各家努（nǔ）力的方向。此（cǐ）加工通常包括三個步驟:粗加工、半精（jīng）加工和精加工。

      打破此加工瓶頸，對縮減生產成本效果顯著。縮短了一個孔的加工（gōng）周期，意（yì）味著剩餘的3、5或7個孔（kǒng）的加工周期的縮減(孔的數量取決於發（fā）動機型號)。也因此，伊斯卡針對缸孔加工研發了（le）專業刀具（jù），以兩個工步替代了原來的三個工步，集成粗加（jiā）工及半精加（jiā）工銑刀於一體的新型刀具。

      1.二合（hé）一（yī）刀具縮短35%的加工周期

      最近，伊斯卡協助德國一家大型汽車發動機生產工（gōng）廠對缸孔加工進行了工藝改進，結果實（shí）現了伊斯卡的承諾，並使得此工步降低成本成為可能。采（cǎi）用（yòng）伊斯卡特製刀具，加工周期縮短了44%。現在，帶4個缸孔的發動機，每缸孔粗加工複合半精加工僅需9.2s，在相同切削條（tiáo）件下之前則需要16.6s。采用的刀具數量也下降了。曾經（jīng）需要各自刀（dāo）具的工步，如今用一把刀具可以同時加工（gōng）。

      雖然多功能刀具也（yě）不時（shí）出現在批量生（shēng）產裏，但將（jiāng）其運用於加（jiā）工缸孔（kǒng）等高公差要求的生產中，卻並（bìng）不多（duō）見。原因就在於，隻有刀具自身的每個部件都能完美運轉且保持刀尖的鋒利，此（cǐ）類多功能刀具的（de）優勢才能得以體現。

      2.鏜削還是插（chā）銑

      刀具的第一步應用，是加工GG25灰（huī）鑄鐵套筒，其將壓入鑄鋁發動機缸體。該工（gōng）步需要將深度為138mm的孔從74.50mm擴寬到76.10mm。盡（jìn）管該工步名為"鏜缸孔"，但加工過程卻更接近於垂直方（fāng）向的鏜銑。刀具（jù）直徑依據缸孔最終直徑製作，沿Z軸進刀的方式確保（bǎo）了加工孔的（de）高同軸度（dù），如圖1所示。

      在新款刀（dāo）具之前，粗加工及半精加工由各自的專用刀具加（jiā）工完成。粗加工及半精加工工（gōng）序均由夾持帶5刃的CBN刀片至（zhì）固定刀槽的銑刀完成（chéng）。除加工周期長達16.6s外，兩工步的刀具在清除切屑的問題上也表現得不甚理想，而對切屑的再次切削，不利（lì）於（yú）精加工且磨損切削刃。

      汽車製（zhì）造商希望伊斯卡能提供性價比更佳的替（tì）代方案。他們的目標是在原有工（gōng）藝基礎（chǔ）上，尋求更可靠的加工（gōng）方式，力爭縮短加工周期，並保證工件表麵質量

      3.配對的立裝刀片

      伊斯卡的解決方案是在同（tóng）一刀體上采用（yòng）兩種裝夾方式，夾持帶塗層硬質合金刀片，一種（zhǒng）刀座形式用於粗加工（gōng），另一種刀座形式用於半精加工（gōng）(見圖2)。四片粗加（jiā）工刀片（piàn）平行於刀具頂麵夾持於固定刀（dāo）槽中。三片半精加工刀片垂直夾持於可調節式刀座，分布於銑刀（dāo）圓周。粗加工刀片組約擴孔徑1.00mm，半精加工（gōng）刀片組擴孔徑0.6mm。切削液經由內冷卻噴孔直達每刀片（piàn）切削刃處，以確保有效排（pái）屑。為消減振顫，半精加工刀（dāo）片組以非對稱的方式分（fèn）布於圓（yuán）周。

      立裝刀片時刀片與節（jiē）圓呈切向排列而非垂直（zhí）於節圓呈放射狀安裝。其原理（lǐ）是令（lìng）主切削力指向最（zuì）厚實的刀片截麵從而提（tí）高每刃承載能力。切削（xuē）負載直指刀體，在有效減振的同時獲取更長的刀具壽命（mìng）。此外，刀（dāo）片（piàn）立裝夾持，螺釘（dìng）免於承受拉應力，確保切削加工更可靠。

      4.更新切削參數

      分析機（jī）床設置，探尋加工周期縮短因素。轉速（sù）並未更改，仍（réng）為1500r/min，切削速度vc=360 m/min，刀片每刃移除材料0.50mm。不同點在於，進給（gěi）量從0.07mm/z提高到了0.10mm/z，進而顯著提升工作（zuò）台進給及進給率。效率的提升，憑（píng）借的是采用強固的立裝刀具設計並（bìng）使用束魔技術CVD刀片（piàn）。伊（yī）斯卡束（shù）魔塗層刀片問世已有三年，塗層後處理使得刀片表麵光滑，加工過程中摩擦力小，最終使得刀片性能高（gāo）出35%。  

      在（zài）更新刀具的早（zǎo）期，伊（yī）斯卡的工程師注（zhù）意到用（yòng）戶（hù）現有（yǒu）機床主軸（zhóu）功率在刀具改進後有效降低。這開啟了快速切削（xuē）之（zhī）門，即便切削力增大（dà），也不會（huì）令（lìng）機床驟停。在更高（gāo）的切削速率下（xià），主軸功率也並未超出7.66kW。

      5.CAD軟件支持   

      伊斯卡采用了先進的三（sān）維軟件以（yǐ）求更好地開發新型的、用戶樂於使用的刀（dāo）具。刀（dāo）體嚴格遵守ISO9001質量保證體係標準，於5軸加工中心上製成。伊斯卡在（zài）工業領域55年的經驗及在研發上的大手筆投（tóu）入，共同成就了刀具的非凡效果。無論是對大型還是小型客戶，伊斯卡全球技術及物流支（zhī）持網絡，都為保證交貨期提供了堅實的後（hòu）盾（dùn）。

      與汽車企業共（gòng）同（tóng）探索多年，伊斯卡的現場服務工程師有效優化了刀具的切削參數（shù）和加工工步，保障了（le）刀具在使用中的高剛（gāng）性和高可靠性。   

      6.工藝穩定，節約成本

      在（zài）幾（jǐ）個月的新工藝試（shì）用中，伊斯卡不僅將加工周期縮短至（zhì）9.2s，還（hái）成功（gōng）地降低了刀（dāo）片消耗。意料       之外的節省（shěng），除了因為塗（tú）層硬質（zhì）合金刀片較CBN刀片更加經濟，還由於刀片立裝夾持，使每（měi）個刀片（piàn）切削刃更多（duō），共同有效（xiào）延長了刀具壽命。