汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)主要內(nèi)容
　　
　　汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)要圍繞汽車(chē)關(guān)鍵零部件中有關(guān)刀具設(shè)計(jì)、刀具制備、刀具切削性能評(píng)價(jià)、切削過(guò)程切削力-切削溫度耦合作用機(jī)理、刀具切削數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵共性技術(shù)，開(kāi)展金屬切削加工基礎(chǔ)理論研究和試驗(yàn)技術(shù)研究。針對(duì)汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能切削加工要求，開(kāi)展高性能刀具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)研究，分別是高速高效切削刀具的設(shè)計(jì)技術(shù)、成形技術(shù)、先進(jìn)涂層技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)，并以此為理論基礎(chǔ)為相關(guān)工具骨干企業(yè)開(kāi)發(fā)配套的高速高效切削刀具產(chǎn)品系列提供理論指導(dǎo)。
　　
　　應(yīng)用反求工程，參數(shù)化解析以及高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)安全性進(jìn)行刀具優(yōu)化幾何設(shè)計(jì)；應(yīng)用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨削和電蝕磨削技術(shù)完成復(fù)雜空間曲線刃的成形；應(yīng)用先進(jìn)涂層工藝進(jìn)行新型多層復(fù)合硬涂層技術(shù)；應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)集成進(jìn)行刀具應(yīng)用技術(shù)推廣。本課題的研究對(duì)汽車(chē)制造及刀具制造業(yè)自身的發(fā)展均具有重要意義。
　　
　　研究開(kāi)發(fā)復(fù)雜刃形的聚晶金剛石高速高效鏜銑刀系列、精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具系列，形成批量生產(chǎn)能力，降低對(duì)進(jìn)口刀具的依賴程度。
　　
　　開(kāi)發(fā)高速高效齒輪刀具系列產(chǎn)品（高速干切滾刀、高速高效小徑加長(zhǎng)滾刀、整體硬質(zhì)合金滾刀、高精度徑向剃齒刀等），高速齒輪滾刀切削速度達(dá)到200m/min以上，形成系列化產(chǎn)品和小批量生產(chǎn)能力。
　　
　　開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋平面加工及孔加工刀具以及曲軸高速內(nèi)銑刀、高速外銑刀、車(chē)?yán)兜染軓?fù)合刀具形成批量生產(chǎn)能力。
　　
　　基于高速高效刀具與工件材料切削性能適配性模型，建立通用型切削數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展和模型嵌套功能，滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、錄入、更新、修改、刪除、優(yōu)化、傳輸?shù)裙δ芤螅m用于各類(lèi)切削數(shù)據(jù)管理，包括數(shù)字、曲線、圖表、影像、公式等，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　
　　基于難加工材料高速切削力-熱耦合物理模型，研究切削參數(shù)優(yōu)化預(yù)測(cè)技術(shù)，建立面向汽車(chē)制造領(lǐng)域的專(zhuān)用切削數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有智能推理、判斷及決策的專(zhuān)家系統(tǒng)，滿足高端產(chǎn)品切削加工要求，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　
　　基于切削過(guò)程動(dòng)態(tài)特征參量和加工表面質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)，構(gòu)建刀具切削性能評(píng)價(jià)體系，為工具企業(yè)、材料企業(yè)、刀具應(yīng)用企業(yè)提供技術(shù)支持，為刀具標(biāo)準(zhǔn)化研究提供試驗(yàn)平臺(tái)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　
　　汽車(chē)制造業(yè)具有技術(shù)密集程度高、生產(chǎn)批量大、綜合性強(qiáng)的特征，在任何一個(gè)主要工業(yè)化國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，它都占有舉足輕重的地位。目前汽車(chē)已成為我國(guó)許多地方振興制造業(yè)的龍頭產(chǎn)品，汽車(chē)制造業(yè)也早已成為拉動(dòng)GDP快速增長(zhǎng)的重點(diǎn)支柱產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)是一切工業(yè)的基礎(chǔ)，發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)也同樣離不開(kāi)先進(jìn)的裝備制造技術(shù)。
　　
　　數(shù)控機(jī)床是發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)和新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的最基本的裝備技術(shù)，當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)字化制造技術(shù)，以提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。自從2002年起，我國(guó)一直是世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)和機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)。我國(guó)在汽車(chē)工業(yè)及傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造過(guò)程中，大量引進(jìn)高檔數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控加工技術(shù)向高速、復(fù)合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。
　　
　　在數(shù)控加工中，素有數(shù)控機(jī)床“牙齒”之稱(chēng)的數(shù)控刀具同樣是最基本的裝備技術(shù)，并成為數(shù)字化制造過(guò)程中最活躍的因素，對(duì)生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量影響極大，尤其對(duì)汽車(chē)零部件生產(chǎn)線而言，批量大，效率高，節(jié)拍快，因而切削刀具正在向高效、高精度、高可靠性和專(zhuān)用化方向發(fā)展。目前大型汽車(chē)制造企業(yè)、獨(dú)資及合資汽車(chē)制造企業(yè)非常重視高速高效切削工具的綜合性能比，大量采用高速高效切削工具和先進(jìn)的切削技術(shù)，用性能價(jià)格比優(yōu)越的切削刀具，對(duì)提高中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的金屬切削水平，提高中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的制造水平有著及其重大的意義。
　　
　　汽車(chē)零部件中有大量尺寸不一的階梯孔、復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)表面和細(xì)小深油孔，加工精度要求高。所以對(duì)數(shù)控復(fù)合孔加工刀具和復(fù)合涂層刀具的結(jié)構(gòu)、主切削刃形狀、刀具材料、動(dòng)平衡、涂層以及斷屑、排屑性能等等都有較高的特定要求。從刀具結(jié)構(gòu)方面來(lái)分析，在汽車(chē)零部件生產(chǎn)線上，大量使用精密復(fù)合孔加工刀具可以簡(jiǎn)化工序和減少刀具數(shù)量，并能保證孔加工精度。如同步進(jìn)行鉆削、鉸削或鏜孔及倒角的復(fù)合階梯鉆鉸鏜刀，同步加工階梯孔的精密復(fù)合CBN/PCD鏜刀，變導(dǎo)程精密復(fù)合階梯鉸刀，具有復(fù)雜刃形的聚晶金剛石高速高效鏜銑刀，用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、曲軸及連桿的油道深孔鉆削的帶內(nèi)冷卻功能的麻花鉆及單刃槍鉆，等等。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋平面加工普遍采用帶修光刃的大直徑高速盤(pán)銑刀進(jìn)行高速銑削，曲軸加工普遍采用高速內(nèi)銑刀、高速外銑刀、車(chē)?yán)兜染軓?fù)合刀具。從刀具材料方面來(lái)分析，高效復(fù)合涂層刀具、精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具、聚晶金剛石（PCD）刀具和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具等已占據(jù)了主要位置，以適應(yīng)汽車(chē)行業(yè)加工高效、精密、環(huán)保的要求。
　　
　　目前， 我國(guó)數(shù)控刀具沒(méi)有形成規(guī)模，國(guó)產(chǎn)化率較低，主要是一些低檔產(chǎn)品。在汽車(chē)制造業(yè)中，先進(jìn)的數(shù)控加工刀具主要依賴進(jìn)口，在數(shù)控刀具應(yīng)用技術(shù)方面，目前由于缺乏合適的高速切削工藝數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使得數(shù)控刀具的使用不盡合理，多數(shù)高速切削機(jī)床仍然工作在較低的主軸轉(zhuǎn)速水平上，沒(méi)有充分發(fā)揮高速數(shù)控機(jī)床固有的高效精密加工的優(yōu)勢(shì)，造成大量固定資產(chǎn)的潛在浪費(fèi)?？梢?jiàn)，高性能刀具的開(kāi)發(fā)與國(guó)產(chǎn)化及其應(yīng)用技術(shù)已成為我國(guó)刀具行業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，直接制約著我國(guó)裝備制造業(yè)的振興以及汽車(chē)制造業(yè)的健康快速發(fā)展。
　　
　　開(kāi)展刀具設(shè)計(jì)、刀具制備、刀具切削性能評(píng)價(jià)、切削過(guò)程切削力-切削溫度耦合作用機(jī)理、刀具切削數(shù)據(jù)庫(kù)等方面工作，將有力地帶動(dòng)我國(guó)工具制造企業(yè)對(duì)高性能刀具的研究和發(fā)展，提升我國(guó)數(shù)控刀具設(shè)計(jì)制造的整體水平，增強(qiáng)我國(guó)精密刀具和涂層刀具參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，降低對(duì)進(jìn)口數(shù)控刀具的依賴程度。形成研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化配套之間的良性循環(huán)，打造以技術(shù)為先導(dǎo)，以產(chǎn)品為載體的發(fā)展新局面。
　　
　　汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新點(diǎn)、突破點(diǎn)
　　
　　解決的關(guān)鍵技術(shù)
　　
　　針對(duì)汽車(chē)關(guān)鍵零部件的加工特色及其特殊的切削工藝要求，以開(kāi)發(fā)先進(jìn)的復(fù)合刀具或?qū)Ｓ玫牡毒呓Y(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，通過(guò)應(yīng)用反求工程技術(shù)進(jìn)行消化吸收和創(chuàng)新，參數(shù)化解析以及高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)安全性進(jìn)行刀具優(yōu)化幾何設(shè)計(jì)；對(duì)引進(jìn)的汽車(chē)零部件用復(fù)雜刀具和特殊刀具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、幾何形狀優(yōu)化、熱處理工藝創(chuàng)新。
　　
　　研究乘用車(chē)及重型卡車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)系齒輪用高精度滾、剃、插齒輪刀具以及弧齒錐齒輪刀具的設(shè)計(jì)原理，開(kāi)發(fā)相關(guān)加工技術(shù)和裝備；研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋高精密鏜銑削系列刀具和高精度孔加工復(fù)合刀具、曲軸凸輪軸高效加工用車(chē)?yán)?、?chē)銑刀、曲軸高速內(nèi)/外銑刀、鏜銑刀等一批高精度、高效率、高可靠性、專(zhuān)用化的“三高一專(zhuān)”的高速高效復(fù)合切削刀具。
　　
　　汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)過(guò)程中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究，分別是刀具設(shè)計(jì)技術(shù)、刀具成形技術(shù)、刀具涂層技術(shù)和刀具應(yīng)用技術(shù)。
　　
　　刀具設(shè)計(jì)技術(shù)：目前國(guó)內(nèi)刀具設(shè)計(jì)主要依賴于經(jīng)驗(yàn)并面向傳統(tǒng)
　　
　　切削加工領(lǐng)域， 無(wú)刀具安全性可言。本項(xiàng)目是基于反求工程、刀具參數(shù)化解析以及高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)安全性進(jìn)行精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具設(shè)計(jì)，滿足高速高效切削性能要求；反求工程技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)中不可缺少的重要方法， 應(yīng)用激光快速掃描系統(tǒng)，獲得關(guān)于樣品實(shí)體特征的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)，再通過(guò)空間重構(gòu)技術(shù)求得樣品的三維仿真模型，從而達(dá)到快速優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)精度高，應(yīng)用反求工程技術(shù)可以大大縮短刀具的設(shè)計(jì)周期，滿足設(shè)計(jì)要求。汽車(chē)零部件制造中高速高效切削工藝應(yīng)用普及，因而在精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具設(shè)計(jì)中，必須對(duì)高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)的靜力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行分析，對(duì)高速高精度刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡性能以及刀體和夾緊機(jī)構(gòu)的失效機(jī)理進(jìn)行研究，利用先進(jìn)的反求工程軟件、硬件技術(shù)平臺(tái)和動(dòng)平衡試驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展刀具設(shè)計(jì)研究工作。
　　
　　刀具成形技術(shù)：該技術(shù)內(nèi)容分為兩大部分，分別是復(fù)雜空間線刃成形的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨削技術(shù)和超硬材料電蝕磨削技術(shù)
　　
　　基于主切削刃空間成形原理的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控全磨制式刀具成形技術(shù)；全磨制式精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具的主切削刃空間成形是通過(guò)先進(jìn)的數(shù)控工具磨床多軸聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有關(guān)砂輪空間截型的運(yùn)動(dòng)軌跡精確描述是獲得精確主切削刃的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)CAD/CAM三維仿真切削軟件的運(yùn)用，進(jìn)行階梯面、曲面以及砂輪空間截型等各種復(fù)雜型面的三維仿真研究。通過(guò)CAM前瞻功能，對(duì)加工系統(tǒng)的干涉問(wèn)題進(jìn)行研究，獲得優(yōu)化的磨削工藝，確保實(shí)際磨削加工過(guò)程系統(tǒng)的可靠性和質(zhì)量的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)于精密復(fù)合整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具成形制造技術(shù)。
　　
　　目前國(guó)內(nèi)對(duì)于PCD、PCBN刀具刃磨主要是應(yīng)用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)直線修磨
　　
　　研究是基于五軸數(shù)控輪電蝕和線電蝕原理的PCD、PCBN刀具精密刃磨成形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線刃的精密高效成形。
　　
　　數(shù)控多軸電蝕磨技術(shù)是一種先進(jìn)的復(fù)合磨削技術(shù)，是解決超硬材料（HV 3500-7000）如聚晶金剛石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具精密成形磨削的關(guān)鍵技術(shù)。它運(yùn)用電蝕輪（或鉬絲）與工件間電火花加工的原理，利用數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具主切削刃的成形電蝕磨削加工。與傳統(tǒng)的金剛石砂輪磨削加工相比，生產(chǎn)效率大幅度提高。通過(guò)CAM數(shù)控軟件的開(kāi)發(fā)，可以加工各類(lèi)復(fù)雜的曲線刃形、階梯刃形的聚晶金剛石鏜銑刀具，形成具有光滑連接、各點(diǎn)后角一致的主切削刃精確形狀。尤其是采用線電蝕磨削，使過(guò)去無(wú)法加工的復(fù)雜形狀刀具的主切削刃磨削問(wèn)題以及內(nèi)刃修磨問(wèn)題得到圓滿解決。
　　
　　刀具涂層技術(shù)
　　
　　單層涂層材料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)法滿足刀具對(duì)涂層的綜合性能要求。研究基于梯度功能的富鋁多層復(fù)合硬涂層技術(shù)，使涂層材料具有優(yōu)良的綜合性能，達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，滿足刀具在高速高效切削條件下的使用要求。在高效復(fù)合涂層刀具的設(shè)計(jì)中，涂層材料的成分種類(lèi)、涂層厚度和涂層結(jié)構(gòu)優(yōu)化是獲得具有梯度功能復(fù)合涂層的保證。在涂層制備過(guò)程中，刀具基體表面預(yù)處理技術(shù)和涂層工藝過(guò)程控制技術(shù)是關(guān)鍵。本項(xiàng)目采用機(jī)械處理、濕法清洗、粒子刻蝕等綜合處理工藝技術(shù)，得到適合涂層的理想表面，最大程度提高涂層的結(jié)合力。在富鋁涂層的制備過(guò)程中，采用多層結(jié)構(gòu)和成分漸變的層構(gòu)設(shè)計(jì)工藝，通過(guò)控制每層的厚度和成分，達(dá)到最佳的力學(xué)性能。一方面，通過(guò)控制層厚，抑制晶粒的生長(zhǎng)，獲得納米涂層。同時(shí)，多層結(jié)構(gòu)有利于吸收涂層生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的微裂紋現(xiàn)象，從而消除裂紋，獲得連續(xù)性涂層。另一方面，通過(guò)控制成分變化，采取成分漸變的處理工藝，有利于消除涂層過(guò)程中的應(yīng)力，同時(shí)，漸變的層構(gòu)設(shè)計(jì)有利于提高涂層結(jié)合力。在涂層成分控制方面， 調(diào)整Al：Ti的原子比，增加Al的含量，形成富鋁涂層，抑制切削過(guò)程中因溫度升高形成TiO2，有效提高涂層的高溫力學(xué)性能。通過(guò)提高涂層的表面硬度和抗氧化溫度，有效提高刀具的耐磨性，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，使涂層刀具適合高速切削和干式切削，克服傳統(tǒng)涂層因加工過(guò)程中溫度升高而失去其力學(xué)性能的缺點(diǎn)。
　　
　　刀具應(yīng)用技術(shù)
　　
　　所謂適用的切削數(shù)據(jù)庫(kù)其內(nèi)涵是，針對(duì)具體工件材料、加工精度、表面質(zhì)量和加工效率等要求，選用適用的刀具并推薦優(yōu)化的切削參數(shù)，解決好刀具與工件材料的適配性問(wèn)題。高速高效切削特征和本質(zhì)與普通切削加工相比有顯著差別，因而沿用已有的普通切削數(shù)據(jù)庫(kù)顯然是不合適的。目前國(guó)內(nèi)合理、適用的切削數(shù)據(jù)還十分缺乏，這在很大程度上限制了高速高效切削技術(shù)的推廣與應(yīng)用，制約了高速高效切削刀具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。我國(guó)汽車(chē)制造企業(yè)在從工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大量購(gòu)進(jìn)先進(jìn)的高速數(shù)控加工中心時(shí)，卻由于技術(shù)封鎖而無(wú)法引進(jìn)高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)等工藝技術(shù)，嚴(yán)重影響先進(jìn)加工中心的正常應(yīng)用，造成固有資產(chǎn)的潛在浪費(fèi)。對(duì)于汽車(chē)制造部門(mén)，如何選擇刀具，如何用好刀具，充分發(fā)揮加工設(shè)備能力，充分體現(xiàn)高性能刀具的良好性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)高效低成本加工，一直是汽車(chē)零部件生產(chǎn)線上主旋律。而對(duì)于刀具制造企業(yè)，新開(kāi)發(fā)的刀具在進(jìn)入市場(chǎng)之前需要進(jìn)行切削性能評(píng)估，切削性能試驗(yàn)對(duì)刀具的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化切削用量的獲取最有效。
　　
　　高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)最核心技術(shù)是基于切削力模型、切削溫度模型、刀具磨損模型和工件加工表面質(zhì)量模型的智能預(yù)測(cè)技術(shù)。高速切削數(shù)據(jù)來(lái)源有三方面：文獻(xiàn)資料、生產(chǎn)實(shí)際、切削試驗(yàn)。
　　
　　在目前我國(guó)高速切削數(shù)據(jù)還很缺乏的前提下，尤其是針對(duì)難加工材料的高速切削數(shù)據(jù)更加缺乏的形勢(shì)，開(kāi)展基于難加工材料高速切削過(guò)程物理模型的切削參數(shù)優(yōu)化預(yù)測(cè)技術(shù)的研究顯得更加緊迫和重要。
　　
　　技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、突破點(diǎn)汽車(chē)關(guān)鍵零部件一般是以鋼材、鑄鐵和鋁合金等材料為主，但其加工大多是在專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，切削工藝比較特殊，而且需要高速高效的生產(chǎn)節(jié)拍。
　　
　　針對(duì)汽車(chē)關(guān)鍵零部件的加工特色及其特殊的切削工藝要求，以開(kāi)發(fā)先進(jìn)的復(fù)合刀具或?qū)Ｓ玫牡毒呓Y(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，通過(guò)應(yīng)用反求工程技術(shù)進(jìn)行消化吸收和創(chuàng)新，參數(shù)化解析以及高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)安全性進(jìn)行刀具優(yōu)化幾何設(shè)計(jì)；對(duì)引進(jìn)的汽車(chē)零部件用復(fù)雜刀具和特殊刀具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、幾何形狀優(yōu)化、熱處理工藝創(chuàng)新，形成自主開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力。
　　
　　研究乘用車(chē)及重型卡車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)系齒輪用高精度滾、剃、插齒輪刀具以及弧齒錐齒輪刀具的設(shè)計(jì)原理，開(kāi)發(fā)相關(guān)加工技術(shù)和裝備；研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋高精密鏜銑削系列刀具和高精度孔加工復(fù)合刀具、曲軸凸輪軸高效加工用車(chē)?yán)?、?chē)銑刀、曲軸高速內(nèi)/外銑刀、鏜銑刀等一批高精度、高效率、高可靠性、專(zhuān)用化的“三高一專(zhuān)”的高速高效復(fù)合切削刀具。
　　
　　圍繞汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中有關(guān)刀具設(shè)計(jì)、刀具制備、刀具切削性能評(píng)價(jià)、切削過(guò)程切削力-切削溫度耦合作用機(jī)理、刀具切削數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵共性技術(shù)，開(kāi)展金屬切削加工基礎(chǔ)理論研究和試驗(yàn)技術(shù)研究。針對(duì)汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能切削加工要求，開(kāi)展高性能刀具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)研究，分別是高速高效切削刀具的設(shè)計(jì)技術(shù)、成形技術(shù)、先進(jìn)涂層技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)，并以此為理論基礎(chǔ)為相關(guān)工具骨干企業(yè)開(kāi)發(fā)配套的高速高效切削刀具產(chǎn)品系列提供理論指導(dǎo)。
　　
　　創(chuàng)新點(diǎn)
　　
　　基于高速高效刀具與工件材料切削性能適配性模型，建立通用型切削數(shù)據(jù)庫(kù)；基于難加工材料高速切削力-熱耦合物理模型，研究切削參數(shù)優(yōu)化預(yù)測(cè)技術(shù)，建立面向汽車(chē)制造領(lǐng)域的專(zhuān)用切削數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有智能推理、判斷及決策的專(zhuān)家系統(tǒng)，滿足高端產(chǎn)品切削加工要求。
　　
　　基于切削過(guò)程動(dòng)態(tài)特征參量和加工表面質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)，構(gòu)建刀具切削性能評(píng)價(jià)體系，為工具企業(yè)、材料企業(yè)、刀具應(yīng)用企業(yè)提供技術(shù)支持，為刀具標(biāo)準(zhǔn)化研究提供試驗(yàn)平臺(tái)；研究應(yīng)用反求工程進(jìn)行汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；研究應(yīng)用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控和電蝕磨削技術(shù)完成空間曲線刃的成形技術(shù)；研究開(kāi)發(fā)富鋁多層復(fù)合硬涂層刀具技術(shù)。
　　
　　進(jìn)行各類(lèi)汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)模擬（模擬切削或仿真切削）軟件；改進(jìn)熱處理計(jì)算機(jī)控溫系統(tǒng)使控溫精度達(dá)到±3℃；解決高性能刀具材料的鍛造技術(shù)、熱處理技術(shù)和磨削技術(shù)，提高難加工材料的加工效率和工序質(zhì)量穩(wěn)定性；研究各類(lèi)切齒刀具及其在不同切削環(huán)境下的涂層材料的應(yīng)用問(wèn)題，適應(yīng)高速、高效切削發(fā)展要求。
　　
　　主要技術(shù)指標(biāo)（ 如形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝置、論文專(zhuān)著等數(shù)量、指標(biāo)及其水平，與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)或產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)分析，滿足項(xiàng)目所依托的重大工程建設(shè)或重大裝備研制的需求情況等）汽車(chē)關(guān)鍵零部件一般是以鋼材、鑄鐵和鋁合金等材料為主，但其加工大多是在專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，切削工藝比較特殊，材料而且需要高速高效的生產(chǎn)節(jié)拍。
　　
　　針對(duì)汽車(chē)關(guān)鍵零部件的加工特色及其特殊的切削工藝要求，以開(kāi)發(fā)先進(jìn)的復(fù)合刀具或?qū)Ｓ玫牡毒呓Y(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，通過(guò)應(yīng)用反求工程技術(shù)進(jìn)行消化吸收和創(chuàng)新，參數(shù)化解析以及高速旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)安全性進(jìn)行刀具優(yōu)化幾何設(shè)計(jì)；對(duì)引進(jìn)的汽車(chē)零部件用復(fù)雜刀具和特殊刀具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、幾何形狀優(yōu)化、熱處理工藝創(chuàng)新，形成自主開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力。
　　
　　研究超重型卡車(chē)用大型、高精度滾剃齒輪刀具以及大型弧齒錐齒輪刀具的設(shè)計(jì)原理，開(kāi)發(fā)相關(guān)加工技術(shù)和裝備；重點(diǎn)研發(fā)變速箱復(fù)雜精密齒輪加工專(zhuān)用系列齒輪刀具、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋高精密鏜銑削系列刀具和高精度孔加工復(fù)合刀具、曲軸凸輪軸高效加工用車(chē)?yán)?、?chē)銑刀、曲軸高速內(nèi)/外銑刀鏜銑刀等一批高精度、高效率、高可靠性、專(zhuān)用化的“三高一專(zhuān)”的高速高效復(fù)合切削刀具。
　　
　　研究多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨削和電腐蝕加工實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間曲線刃的成形加工技術(shù)?；诟咚俑咝У毒吲c工件材料切削性能適配性模型，建立通用型切削數(shù)據(jù)庫(kù)；基于難加工材料高速切削力-熱耦合物理模型，研究切削參數(shù)優(yōu)化預(yù)測(cè)技術(shù)，建立面向汽車(chē)制造領(lǐng)域的專(zhuān)用切削數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有智能推理、判斷及決策的專(zhuān)家系統(tǒng)，滿足高端產(chǎn)品切削加工要求；基于切削過(guò)程動(dòng)態(tài)特征參量和加工表面質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)，構(gòu)建刀具切削性能評(píng)價(jià)體系，為工具企業(yè)、材料企業(yè)、刀具應(yīng)用企業(yè)提供技術(shù)支持，為刀具標(biāo)準(zhǔn)化研究提供試驗(yàn)平臺(tái)。
　　
　　應(yīng)用反求工程進(jìn)行汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具的開(kāi)發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控和電蝕磨削技術(shù)完成空間曲線刃的成形；開(kāi)發(fā)富鋁多層復(fù)合硬涂層刀具。
　　
　　中國(guó)已成為世界新的制造和加工中心，汽車(chē)、航空航天、模具、機(jī)械、電子、冶金等行業(yè)的蓬勃發(fā)展和興起，給刀具行業(yè)的發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)空間。然而，在經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)下，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，世界各大著名刀具公司產(chǎn)品紛紛投放中國(guó)市場(chǎng)，尤其是汽車(chē)制造業(yè)中精密復(fù)合孔加工刀具和高效復(fù)合涂層刀具幾乎全部是國(guó)外產(chǎn)品。
　　
　　而我國(guó)數(shù)控刀具沒(méi)有形成規(guī)模，國(guó)產(chǎn)化率較低，主要是一些低檔產(chǎn)品。在汽車(chē)制造業(yè)中，先進(jìn)的數(shù)控加工刀具主要依賴進(jìn)口。
　　
　　汽車(chē)關(guān)鍵零部件高性能刀具開(kāi)發(fā)的下一步目標(biāo)是要進(jìn)一步打破國(guó)外知名品牌刀具的技術(shù)壟斷，提高汽車(chē)制造業(yè)中精密復(fù)合刀具和高效復(fù)合刀具設(shè)計(jì)制造水平，國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具要形成規(guī)?；a(chǎn)。