高速加工技術(shù)產(chǎn)生于近代動(dòng)態(tài)多變的全球化市場(chǎng)經(jīng)濟環(huán)境。自20世紀80年代,高速加工技術(shù)基于金屬(非金屬)傳統切削加工技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和現代管理技術(shù),逐步發(fā)展成為綜合性系統工程技術(shù)?,F已廣泛實(shí)用于生產(chǎn)工藝流程型制造企業(yè),如現代轎車(chē)、汽車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)等。隨著(zhù)個(gè)性化產(chǎn)品的社會(huì )需求增加,其生產(chǎn)條件為多品種、單件小批制造加工,高速加工技術(shù)必將在生產(chǎn)工藝離散型或混和型企業(yè)中,如模具、能源設備、船舶、航天航空等制造企業(yè)中得到進(jìn)一步應用和發(fā)展。
高速切削是指刀具切削刃相對與零件表面的切削運動(dòng)(或移動(dòng))速度超過(guò)普通切削5~10倍,主要體現在刀具快進(jìn)、工進(jìn)(CMM在線(xiàn)檢測)及快退3個(gè)環(huán)節上。對于整條生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)而言,高速加工技術(shù)表征是以較簡(jiǎn)潔的工藝流程,較短、較快的生產(chǎn)節拍在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行生產(chǎn)加工。這就要突破機械加工傳統觀(guān)念,在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,改革原有加工工藝方式:采用一工位多工序、一刀多刃(復合刀具),采用復合加工,以車(chē)、鉸、銑削替代磨削,以拉削、擠、滾壓替代車(chē)、插、銑削,盡可能地縮短整條生產(chǎn)線(xiàn)的工藝流程。對于某一產(chǎn)品而言,高速加工技術(shù)也意味著(zhù)企業(yè)要以較短的生產(chǎn)周期,完成研發(fā)產(chǎn)品的各類(lèi)信息采集與處理、設計開(kāi)發(fā)、加工制造、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)及信息反饋。
高速專(zhuān)用數控機床:關(guān)鍵零件的多數加工工藝突破了傳統機加工理念,其高速專(zhuān)用數控機床也突破了傳統結構設計形式。概括地講,其機床結構設計是以各種高速多刃專(zhuān)用成形刀具和加工工藝為主導,以滿(mǎn)足整條生產(chǎn)線(xiàn)各加工工位、加工工序生產(chǎn)節拍均衡及穩定的質(zhì)量與精度要求。在一次往復走刀過(guò)程中,高速加工發(fā)動(dòng)機、曲軸各種零部件是按構思設計和制造的。對機床數控系統、質(zhì)量與精度、零部件的材料性能等各項技術(shù)參數,是以各加工工位、工序的具體技術(shù)要求,分解成各個(gè)單一的技術(shù)指標,因而機床結構相對簡(jiǎn)潔、數控系統穩定可靠,其加工技藝數據庫固化在數控系統中。
縱觀(guān)CMT量化生產(chǎn)線(xiàn)機械制造工藝技術(shù),其刀具切削與進(jìn)給速度未達到某些理論中的高速切削概念指標,但其生產(chǎn)效率是屬于高速加工的范疇。在生產(chǎn)實(shí)踐中,這種相對低速切削更高效的加工技術(shù),通過(guò)了市場(chǎng)競爭環(huán)境的嚴格考核。
目前與國外的差距由于種種原因,一些高速加工技術(shù)基礎共性技術(shù)研究沒(méi)有優(yōu)化、集成和推廣應用。國內企業(yè)大都從外國引進(jìn)高速加工技術(shù),當然也存在一些差距。
零件毛坯制造技術(shù):零件毛坯材料的選擇、成形工藝技術(shù)的優(yōu)化,直接影響到后序機制工藝過(guò)程、生產(chǎn)節拍快慢和產(chǎn)品質(zhì)量、成本,是產(chǎn)品全生命周期的起點(diǎn)。國內少有科技人員下功夫去潛心系統研究,國外的快速成形工藝技術(shù)還未真正實(shí)用于企業(yè)生產(chǎn)流程中。更少有人從綠色制造、環(huán)保角度研討零件毛坯制造系統技術(shù)的變革與發(fā)展。
高速刀具技術(shù):差距主要表現在高性能刀具材料的研發(fā)(含表面涂層材料)、刀具制造工藝技術(shù)、刀具安全技術(shù)及刀具使用技術(shù)等領(lǐng)域。
高速機床技術(shù):在市場(chǎng)經(jīng)濟引進(jìn)技術(shù)設備的帶動(dòng)下,我國高速機床技術(shù)有了長(cháng)足進(jìn)步,差距在于機床關(guān)鍵功能部件的研發(fā)上,落后于市場(chǎng)需求。如轉速20,000r/min以上的大功率高剛度主軸、無(wú)刷環(huán)形扭矩電機、直線(xiàn)電機、快速響應數控系統等在實(shí)用上處于空白;多功能復合機床設計、制造網(wǎng)絡(luò )、通訊網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用,還處于初級階段。
生產(chǎn)技藝數據庫:國內制造企業(yè)(尤其是國營(yíng)企業(yè))普遍未重視建立自身企業(yè)(行業(yè))生產(chǎn)技藝系統數據庫,其中包含制造工藝流程及相關(guān)的技藝(Know How)、金屬(非金屬)切削數據庫、專(zhuān)家機制知識庫、企業(yè)內外有效資源數據庫等。另外,高速切削機理的基礎共性技術(shù)研究也處于初級階段。