渦輪增壓器作為傳統(tǒng)燃油車以及插混汽車的重要零部件，生產(chǎn)商需要提升生產(chǎn)效率，降低單件成本，同時(shí)還要保持產(chǎn)品的幾何尺寸和表面光潔度。為了在市場(chǎng)上立足，他們還必須簡(jiǎn)化設(shè)備調(diào)試流程并延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

今天我們將從渦輪增壓器的行業(yè)趨勢(shì)演變出發(fā)、材料與形狀的更迭、裝夾方式，落地到具體的工藝方案。

01行業(yè)趨勢(shì)的影響

渦輪增壓器生產(chǎn)商依賴于高價(jià)的機(jī)床和專用的夾具來(lái)滿足與汽車制造商的長(zhǎng)期合約要求。盡管這些部件的幾何形狀復(fù)雜，加工難度大，但客戶對(duì)提高產(chǎn)量和降低成本的要求卻愈發(fā)嚴(yán)苛。

渦輪增壓器制造商在應(yīng)對(duì)客戶對(duì)生產(chǎn)速度和單件成本的壓力的同時(shí)，也面臨著熟練工人的短缺，迫使制造商尋找方法來(lái)適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)較少的操作員，同時(shí)保持所需的生產(chǎn)效率和零件質(zhì)量。無(wú)人值守生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化友好工作流程的需求日益增加，這些流程能夠在沒(méi)有中斷和人工監(jiān)督的情況下運(yùn)行。環(huán)?？剂客苿?dòng)了對(duì)更高燃燒效率的設(shè)計(jì)的需求，包括雙渦流渦輪增壓器，以及混合動(dòng)力汽車，這導(dǎo)致零件更加復(fù)雜，加工挑戰(zhàn)也更大。

02渦輪增壓器的設(shè)計(jì)與材料

對(duì)于當(dāng)今的內(nèi)燃機(jī)車輛來(lái)說(shuō)，渦輪增壓器可以分為三個(gè)類別。其中效率最低的——也是體積最大的——這些部件的尺寸可達(dá)50厘米，包括一個(gè)集成式排氣歧管。這些部件通常由鑄鐵制成，用于舊款、動(dòng)力較小的車輛，由于它們的剛性有限，非常難以?shī)A緊，這影響了加工策略并阻礙了高效生產(chǎn)。

最小的渦輪增壓器常常省去了進(jìn)口歧管，尺寸僅16-18厘米，如果包含額外的功能，可能會(huì)稍大一些。為了開(kāi)發(fā)更高的壓力以實(shí)現(xiàn)更大的發(fā)動(dòng)機(jī)功率和效率，新款車輛使用耐熱鑄鐵。鑄造不銹鋼為高效車輛提供了最佳的耐熱性，而超級(jí)跑車使用的特種合金則需要一種高度選擇性的生產(chǎn)方法。

汽車原始設(shè)備制造商（OEM）不斷開(kāi)發(fā)新的渦輪增壓器材料，以實(shí)現(xiàn)更輕的重量、更高的強(qiáng)度和更低的材料成本。許多這些發(fā)展都與航空航天行業(yè)的發(fā)展相似，而且一些冶金技術(shù)已經(jīng)從ISO材料和含高鎳成分的材料中脫離出來(lái)。盡管這些材料科學(xué)的方面可以提高渦輪增壓器的性能，但它們通常會(huì)增加加工難度與刀具消耗。這可能會(huì)使刀具成本增加多達(dá)40%。

03地區(qū)差異

不同地區(qū)在零件設(shè)計(jì)上從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的功能實(shí)現(xiàn)方式各不相同。美國(guó)汽車制造商傾向于指定更大、更堅(jiān)固的渦輪增壓器，零件細(xì)節(jié)較少，并且仍然依賴耐熱鑄鐵。在美國(guó)之外，大多數(shù)汽車制造商使用鑄造不銹鋼。歐洲的設(shè)計(jì)提高了渦輪增器的效率并減小了尺寸，以實(shí)現(xiàn)更高的效率。亞洲汽車制造商傾向于緊湊的設(shè)計(jì)，針對(duì)低馬力車輛更容易加工。

04裝夾方式，刀具成本與效率

渦輪增壓器生產(chǎn)可能追求單一裝夾方式，但完成那種裝夾方式幾乎是不可能的。顯然，許多供應(yīng)商試圖減少裝夾方式以加快流程并降低成本，但這種方法越來(lái)越依賴于非標(biāo)刀具。平均而言，以在4軸或5軸機(jī)床上完成一個(gè)完全成品的部件，比較有效率的方式是使用三套裝夾方式。渦輪增壓器制造商通過(guò)他們的機(jī)床制造商創(chuàng)建了一些夾具，但他們70%的夾具是在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)制造的，極端保密。

通過(guò)使用更長(zhǎng)懸伸的刀具來(lái)加工內(nèi)部特征，以及專門設(shè)計(jì)的非標(biāo)刀具，可以用更少的刀具生產(chǎn)零件以提高生產(chǎn)力，這樣可以幫助減少裝夾方式。一些生產(chǎn)線使用雙主軸機(jī)床，可以同時(shí)生產(chǎn)兩個(gè)渦輪增壓器。更大的刀具庫(kù)也通過(guò)使用特殊刀具組來(lái)簡(jiǎn)化刀具裝載，這些刀具組使用更少的粗加工刀具以達(dá)到接近凈形零件的效果。典型的循環(huán)時(shí)間在每個(gè)設(shè)置之間介于4到12分鐘，整個(gè)設(shè)置過(guò)程大約需要20分鐘。

當(dāng)然，如果以犧牲精度為代價(jià)，速度就毫無(wú)意義。渦輪增壓器外部的某些部分只需噴砂去除鑄造產(chǎn)生的表皮即可。然而，零件的許多區(qū)域——尤其是槽和法蘭——要求嚴(yán)格遵守緊密的公差。

05特征特定刀具

為了制造這些復(fù)雜的零件，制造商使用已有刀具和非標(biāo)刀具的組合，后者是根據(jù)極其特定的特征要求定制的。一些制造商依靠整體式開(kāi)槽刀具或成形刀具來(lái)達(dá)到精度要求。有些使用U軸動(dòng)態(tài)插補(bǔ)車削來(lái)加工法蘭細(xì)節(jié)尺寸。在這過(guò)程中刃口始終都在切削的，這樣就把車削應(yīng)用在了銑床上。相應(yīng)地，這降低了切削速度，因?yàn)榱慵男螤顝?fù)雜，動(dòng)態(tài)銑削還增加了刀具材質(zhì)和槽型選擇的難度，以保障加工過(guò)程的安全性。

法蘭加工是加工中難度最大的挑戰(zhàn)之一，因?yàn)殍T件工件的差異、切削條件的不同、切削過(guò)程中的斷續(xù)以及不利的切入切出點(diǎn)。包括V帶槽在內(nèi)的槽加工，也像周圍其他零件特征的區(qū)域一樣，要求極高的精度。許多制造商使用成形刀來(lái)加工，因?yàn)?a target="_blank" class="mmstipl4" href="http://m.cqdjc.com/copying-turning-tool/">仿形車削有其局限性。

06刀具磨損的影響

由于多種原因，在渦輪增壓器的生產(chǎn)過(guò)程中，刀具快速磨損成為一個(gè)問(wèn)題。鑄造的工件，其表面在鑄造過(guò)程中會(huì)形成一層堅(jiān)韌的外皮。所有耐熱材料，包括由于具有耐磨性而難以加工的鑄鐵，都變得難以加工。由于需要加工40%-50%的部件表面積，渦輪增壓器要求有較高的材料去除率。隨著材料變得更加堅(jiān)硬和韌性更強(qiáng)，刀具壽命縮短，刀具成本上升，特別是在鑄造不銹鋼上。

事實(shí)上，在尋求更高應(yīng)用效率時(shí)，刀具成本是渦輪增壓機(jī)制造商最關(guān)心的問(wèn)題，甚至超過(guò)了公差和表面要求。裝夾方式的減少也占據(jù)了關(guān)注列表的首位，因?yàn)橹圃焐虒ふ夷軌驁?zhí)行多項(xiàng)操作的通用刀具。由于尺寸要求嚴(yán)格以及需要最小化毛刺，表面光潔度可能難以實(shí)現(xiàn)。切屑控制也變得至關(guān)重要，鑄鐵中產(chǎn)生短切屑，而在鑄造不銹鋼中則產(chǎn)生長(zhǎng)切屑。

面銑

渦輪增壓器表面有高達(dá)10%-15%需要使用面銑刀來(lái)滿足零件規(guī)格。為了實(shí)現(xiàn)加工可靠性、實(shí)現(xiàn)不間斷加工、延長(zhǎng)刀具壽命以及提高輸出質(zhì)量，制造商需要一個(gè)具有廣泛刀片材質(zhì)和槽型的刀具系列。Seco Double OctoMill?山高雙面王銑刀系列符合這些標(biāo)準(zhǔn)，擁有16個(gè)刃口，從而降低了每個(gè)刃口的成本。

車削

MDT-多向車削刀片可在所有進(jìn)給方向提供安全的切屑形成，也可用于仿形加工。這對(duì)于渦輪增壓器殼體上常見(jiàn)的V帶槽和溝槽加工至關(guān)重要。

山高M(jìn)DT具有獨(dú)特的刀片夾固方式– SECOLOC?V-形頂壓板與刀片底面和刀桿之間的鋸齒接觸面組合在一起，提供優(yōu)異的穩(wěn)定性 。

該系列產(chǎn)品提供不同的刀片形狀、槽型和材質(zhì)，可適應(yīng)大多數(shù)應(yīng)用。

鉸孔

在方形肩部銑削、面銑和鉆孔之后，轉(zhuǎn)向擋板和控制螺栓需要鉸孔來(lái)完成這些特征。在這些情況下，帶有可更換頭部的鉸刀，提供多種螺距、幾何形狀和等級(jí)選項(xiàng)，與實(shí)心鉸刀相比，具有節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)。

Precismaster Plus提供了高的精度，尤其是在使用液壓刀柄時(shí)，同時(shí)可以更輕松地更換鉸刀頭。冷卻液直接并且足夠地沖向切削刃口，減少了刃口粘屑和排屑不暢的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)不銹鋼材料，專門設(shè)計(jì)了特殊槽型、刃口處理、RS2090涂層和拋光的排屑槽，確保了穩(wěn)定的刀具壽命，同時(shí)減少了粘屑的可能。

07增加價(jià)值

盡管大多數(shù)渦輪增壓器制造商使用類似的裝夾方式和機(jī)床，但他們?cè)诓呗?、夾具、操作順序和刀具方面的方法可能有所不同。在這些生產(chǎn)過(guò)程的領(lǐng)域中，刀具制造商可以作為值得信賴的合作伙伴，提供基于對(duì)零件、材料和行業(yè)挑戰(zhàn)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)略建議。

除了渦輪增壓器，在傳統(tǒng)燃油汽車的零部件，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋、差速器殼體、剎車卡鉗等零部件，以及新能源汽車電機(jī)殼體、軸類零件等，完善成熟的解決方案助您降本增效。

（山高刀具）

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