如何运用机加工高速技术满足量化生产

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。自20世纪80年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业，如现代轿车、汽车的生产线等。随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、单件小批制造加工，高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中，如模具、能源设备、船舶、航天航空等制造企业中得到进一步应用和发展。

高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进(CMM在线检测)及快退3个环节上。对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简洁的工艺流程，较短、较快的生产节拍在生产线上进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺方式：采用一工位多工序、一刀多刃(复合刀具)，采用复合加工，以车、铰、铣削替代磨削，以拉削、挤、滚压替代车、插、铣削，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程。对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及信息反馈。
数控汽车零部件自动生产线中的高速加工技术
2000年以来，天津勤美达工业有限公司(CMT)引进了多条较先进的数控零部件加工生产自动线，使CMT加工制造得到发展。其中较典型的是来自韩国的DAWOO自动生产线，其处于国际20世纪90年代中期水平。其中应用了较多实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍加工生产线CYCLE TIME(生产节拍)的概况。

引进的数控汽车零部件自动生产线概述：由CMT汽车刹车支架和排气管高速加工生产线组成。同步引进北美汽车公司并行工程管理模式与管理技术，经营各条自动线生产运行，年加工能力3000pcs，制造节拍1.5～3分钟/ 件。生产线部分采用复合高速切削加工技术，其机械加工工艺流程反映了当代加工制造业中最先进的技术水平。
具体的情况包括零件毛坯状况：关键零件毛坯均为CMT自行DISA线精密铸造成型的高强度铸铁成形工艺。其高速加工技术要求在批产工艺过程中，材料可加工性能良好、稳定，零件毛坯切削余量控制在(1.2～4)mm±0.3 mm以内。
生产线高速切削刀具、机床及加工工艺：其典型技术特点包括，刀具材料的选用，以超硬刀具材料为主。采用CBN、PCD、SiN陶瓷，Ti基陶瓷，TiCN涂层刀具材料加工高强度铸铁件，铣削速度达2200m/min；采用PCD、超细硬质合金刀具加工高Si-mo铸造件，铣削速度也达2200m/min，钻、铰削速度达80～240m/min；采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工钢零件，车削速度达200m/min；采用高Co粉末冶金表面涂覆TiCN 的高速钢整体拉刀，以及硬质合金机夹组合专用拉刀，加工各种钢件、铸铁件，拉削速度10～25m/min。
量化线刀具典型结构与加工工艺。零件孔加工刀具采用多刃复合式(刀刃机夹、镶焊组合)结构，以铰、挤削替代磨削，在一次性走刀过程中完成孔的精加工，转速达3000r/min，走刀速度达1.5～3 m/min,精度可达5～7级，粗糙度Ra0.7μm(枪钻转速3000rpm， Ra2μm)；零件平面铣削刀具多采用密齿、过定位、重复夹紧结构，径、轴向双向可调的高速密齿面铣刀。采用机床主轴内置式U轴、一次走刀完成其球面成形铣削加工；一次走刀铣铰削完成外圆、端面粗加工，替代单刃车削加工工艺。上述专用高速、高效刀具结构不胜枚举，与相应专用数控机床组合成的加工工位，生产节拍为20～40秒。零部件的精度与质量的60%～80% 决定于这些专用刀具及数控机床的精度和质量。
高速专用数控机床：关键零件的多数加工工艺突破了传统机加工理念，其高速专用数控机床也突破了传统结构设计形式。概括地讲，其机床结构设计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导，以满足整条生产线各加工工位、加工工序生产节拍均衡及稳定的质量与精度要求。在一次往复走刀过程中，高速加工发动机、曲轴各种零部件是按构思设计和制造的。对机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能等各项技术参数，是以各加工工位、工序的具体技术要求，分解成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简洁、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化在数控系统中。

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