文 |绯娱罐头
编辑 |绯娱罐头
●○引言○●
在制造业领域，刀具寿命是一个关键的议题，随着科技的进步和制造工艺的不断革新，各行各业对于提升刀具寿命的需求愈发迫切。
曲轴沟槽加工作为汽车发动机等关键零部件的制造工序之一，其质量直接关系到整车的性能和可靠性。
在这个背景下，基于曲轴沟槽的圆角滚压系统成为了一个备受关注的研究方向，其在提高刀具寿命方面发挥着重要作用。
2018年后处于“寒冬”中的车企，必须面对制造体系调整的压力，而发动机作为汽车核心部件，其生产制造经济性在刀具费用影响下，发动机的制造成为了重要因素。
以某B系发动机制造工厂曲轴生产线为例，在曲轴的主轴颈和连杆颈沟槽滚压工位上，若发生刀具监控报警频繁时，滚压刀具就需要提前换刀。
根据统计滚压刀具的使用情况，可以看出刀具实际使用平均寿命为4500件，而滚压刀设定寿命为5000件，这就造成了大量生产刀具，导致成本浪费。
目前，对于如何减少因刀具未达寿命造成的浪费，已经开设了公级“精益制造，降本增效”的重要课题，在课题中，针对机械加工刀具寿命提升，一般有以下几种方式。
其一，若使用一种新型的复合材料替代现有材料时，将会制造出硬度更高性能更符合柔性化生产刀具，但需要投入大量成本。
其二，需要调整切削液的浓度，使刀具加工时热量散发更快，进而提升刀具寿命，但该项对化学品控制要求较高，比较适合刚性生产的工厂用于加强设备排屑能力。
其三，采用曲轴沟槽的滚压方式进行曲轴圆角滚压，利用其滚压刀具的压力作用降低表面粗糙度，使圆角表面粗糙度达到Ra0.2 以下，减小圆角处的应力集中。
当滚压在工作时，可以根据滚压力的分布情况，将滚压刀具与工件成一定角度进行直接接触时，就会影响到滚压刀使用寿命。
从制造角度去分析影响滚压刀具寿命潜在因素时，主要有员工滚压刀更换手法、滚压机参数设定偏离实际要求、曲轴轴颈来料异常、滚压刀未按工艺要求加工、滚压刀在实际滚压状态时所处环境异常五个方面。
若按照标准操作流程进行滚压刀具更换以及加工内容按曲轴工艺标准加工时，那么两者对滚压刀具实际使用寿命影响较小。
因此影响滚压刀寿命的主要因素为，曲轴轴颈圆度超差，滚压设备参数设置过大，滚压油清洁度不足等这三点。
由前面工艺分析可知晓，曲轴在沟槽成型后才进行滚压，可用以提升疲劳强度。
将滚压刀绕沟槽旋转时，沟槽加工成型的圆度直接会影响刀具的加工环境，因此，直接测量的方式已经不再适用于沟槽圆度测量。
而采用光学测量机测量滚压时，由于沟槽滚压和轴颈圆度成正比，也会导致滚压刀加工跳动大，从而引起刀具使用寿命的降低。
在此之前，由于未对曲轴滚压前进行轴颈圆度控制，导致了轴颈圆度超差，但可调整设备中的轴颈卡盘跳动，实现控制轴颈圆度的作用。
以B者所在工厂为例，设定控制轴颈卡盘跳动要求<0.02mm，并在连杆颈沟槽工位上，将连杆颈圆度要求列入产品制造计划之内。
随着滚压机的长期使用，相对应的机械结构也会随之发生松动或位移，由于一直未更改设备参数，与实际加工参数不匹配，就出现了异常加工曲轴沟槽的情况。
为了节约工厂生产成本，提高旧刀使用率，那机需要注意压机旧刀的整体使用寿命，对其参数进行设置，将一期刀具的滤波参数由100%改为90%。
在根据当前设备状态、零件状态，对脉冲等级、报警范围进行重新设定，并确保设备在正常加工时，禁止发生因为参数带来的滚压振荡。
其实，滚压油的清洁度也会直接影响滚压刀具使用寿命，以B者所在工厂为例，当拆卸刀具监控报警的滚压刀盒时，滚压盒内部就会存在油泥堆积，滚压刀表面铁泥多的情况。
若刀具内部存在铁屑，那在长期的运行过程中，刀具就会出现异常磨损，从而造成刀具监控报警的几率增大，直接影响滚压刀的实际使用寿命。
在目前的市面上，最常用的曲轴沟槽滚压机中仅带有一套滚压油过滤系统，主要是通过过滤纸来过滤，而过滤出来的效果非常的差。
那就需要在现有的滚压油过滤基础上，增加一套铁粉磁性过滤设备装置，以减少滚压油中的铁屑和杂质，提高沟槽表面滚压质量。
对以上影响刀具寿命原因，进行了制造工艺的改进优化，能明显提升滚压刀具实际使用寿命。
按照经济性考虑，若想要达到既影响滚压刀寿命，又增加额外的生产成本的要求，就需要优先解决曲轴轴颈圆度问题。
其次就是设备问题，考虑滚压设备长期处于高负荷状态，平常的维护没能及时检测出来，就需要在固定的时间内，对特定功能和现场实际生产情况进行参数优化。
如果是因为没有及时检查设，对其进行检修导致的滚压油清洁力度不够，那就需要提升滚压油清洁度，也就相当于减少了滚压刀和支撑刀背的摩擦，进而提升滚压刀寿命。
根据工作环境要求，对曲轴滚压刀具会比一般加工刀具的要求更高，那么，如何提高滚压油寿命，将成为滚压系统效益提升的重点。
就目前而言，比较好的提升滚压刀具寿命手段是使用杂质含量低的滚压油，进而来提升滚轮的清洁度，下面是滚压刀具厂商及其他工厂的经验和调查结果。
当滚压油浓度为100%时，滚压刀具寿命可达到8000件，但当滚压油中有杂质或者水分时，滚压刀具寿命会大幅下降，滚压油的清洁度会直接影响滚子笼磨损，进而直接影响滚压刀具使用寿命。
滚压油中的水分和其他杂质对滚轮影响巨大，水易和空气中的氧气反应，导致滚压刀生锈腐蚀，杂质影响滚压盒和滚刀润滑情况及滚刀加工路线。
而滚刀在水和其污染杂质影响下腐蚀，会降低滚轮使用寿命，若腐蚀情况严重，甚至会在寿命末期发生滚轮破损、脱落等情况。
另外，滚压油中的杂质还会导致曲轴沟槽表面有划痕的情况，当刀具粘有大量污垢时，滚压刀具厂商及其他工厂已经实现用可代替油改善效果。
还有一点就是，若曲轴滚压刀具所处的工作环境十分恶劣，受到上万种的压力时，滚压刀工作状态的好坏将直接决定曲轴的强度。
当滚压设备出现异常报警时，就已经反映出了曲轴滚压已经出现了加工不稳定的情况，这时就需要彻底解决异常报警问题。
只有在曲轴生产加工系统稳定的状态下，提高滚压刀具寿命才有研究意义，针对滚压刀具提高寿命的方法还有很多，接下来我们具体了解一个实际案例进行分析。
为了验证曲轴沟槽圆角滚压系统在提升刀具寿命方面的效果，迈出了实际案例研究的重要一步，这个研究不仅是对技术的一次检验，更是对这一新兴加工方法的实际应用的一次考验。
汽车发动机曲轴是汽车的核心部件，它的质量和性能直接关系到整车的稳定性和可靠性，而曲轴的加工工序中，沟槽的加工是一个尤为关键的环节，也是对刀具寿命和加工效率要求最高的部分之一。
为了充分验证曲轴沟槽圆角滚压系统在刀具寿命提升方面的潜力，将选取一款汽车发动机曲轴的沟槽加工工序作为研究对象。
该曲轴具有复杂的几何形状，沟槽的形状和尺寸不一，对于刀具的要求非常高。
在这个探索的征程中，为了深入了解曲轴沟槽圆角滚压系统对刀具寿命的实际提升效果，会着手进行了一项严谨的实验研究。
这个研究不仅需要精心设计，还需要科学合理地制定实验方案，以确保实验结果的可靠性和准确性，而研究的初衷是为了解决制造业中普遍存在的问题，刀具磨损和加工效率低下。
因此，选择了曲轴沟槽加工这一关键环节，通过比较传统切削加工和曲轴沟槽圆角滚压系统，探索新的方法来提升刀具的使用寿命，并提高工件表面质量。
在实验的制定过程中，充分考虑了多种因素，以确保实验结果的准确性和可靠性，通过精心选择实验样本，将一些具有代表性且能够充分反映实际的加工情况，在不同条件下进行加工。
对于刀具的材料选择至关重要，由于曲轴的特殊形状和材料的硬度，刀具需要具备足够的硬度和耐磨性。
因此，将采用高性能刀具材料，以应对曲轴沟槽加工中的挑战，这样的选择不仅可以提高刀具的寿命，还能够更好地适应滚压加工的要求。
实验开始时，锋利的切削刀具在工件表面留下深深的刀痕，工件材料层层被削减，沟槽逐渐形成，与此同时，刀具的表面也开始发生微小的磨损，随着加工的进行，磨损逐渐加剧。
而在曲轴沟槽圆角滚压系统的加工过程中，刀具不再以削减为目的，而是以塑性变形为手段。
在适当的压力和滚动下，工件表面材料逐渐发生流动，形成沟槽的形状，这种滚动的方式减少了刀具与工件之间的直接摩擦，刀具的磨损速度大为降低。
通过对比两种加工方法，发现采用曲轴沟槽圆角滚压系统进行加工的刀具寿命较传统切削加工方式提升了近两倍。
刀具在滚压的过程中几乎没有受到明显的磨损，这意味着生产线上刀具更换的频率大大降低，生产效率得到极大的提升。
同时，工件表面的质量也得到了明显的改善，传统切削加工方式下，工件表面可能会出现毛刺、粗糙度等问题，而采用滚压加工的工件表面更加光滑均匀，工件质量得到了更好的保障。
这次实际案例研究充分验证了，曲轴沟槽圆角滚压系在提升刀具寿命方面的独特优势，而这一新型的加工方法，通过滚动的方式塑性变形工件表面，显著降低了刀具磨损，提高了刀具的使用寿命。
●○结语○●
基于曲轴沟槽圆角滚压系统的刀具寿命提升是一个创新而实用的研究方向。
通过减少刀具磨损、提高加工效率和改善加工质量，这种系统在曲轴沟槽加工以及其他类似加工领域都具有广阔的应用前景。
随着技术的不断进步，相信基于曲轴沟槽圆角滚压系统的刀具寿命提升方法，将会在制造业领域发挥越来越重要的作用。
