高速加工的几个问题（一）

Iverson

　　历史背景
4 v- c! L. t2 T5 w& F7 E' F　　术语高速切削(HSM)一般是指在高转速和高表面进给下的立铣。例如，以很高的金属去除率对铝合金飞机翼架的凹处进行切削。在过去的60年中，高速切削已经广泛应用于金属与非金属材料，包括有特定表面形状要求的零件生产和硬度高于或等于50 HRC的材料切削。对于大部分淬火到约为32-42 HRC的钢零件，当前的切削选项包括：
　　在软(退火)工况下材料的粗加工和半精加工切削达到最终硬度= 63 HRC要求的热处理模具的某些零件的电极加工和放电加工(EDM)(特别是金切削刀具难于接近的小半径深凹穴)用适合的硬质合金、金属陶瓷、整体硬质合金、混合的陶瓷或多晶立方氮化硼(PCBN)刀具进行的圆柱/平/凹穴表面的精加工和超精加工
　　对于许多零件，生产过程牵涉到这些选项的组合，在模具制造案例中，它还包括费时的精加工。结果导致生产成本高和准备时间长。
　　在模具制造业中典型的是仅生产一个或几个同一产品。生产过程中产品不断改变，由于产品改变，需要进行测量与反向设计。
　　主要标准是模具的尺寸和表面粗糙度方面的质量水平。如果加工后的质量水平低，不能满足要求，就需手工精加工。手工精加工可产生令人满意的表面粗糙度，但是对尺寸和槽形的精度总是产生不好的影响。
　　这种模具制造业的主要难题之一已获解决，但现在仍然需要减少或免除手动抛光，从而提高质量、降低生产成本和缩短准备时间。
+ G. Y% {: \" A9 Q　　高速切削发展的主要经济和技术因素
/ v: }8 n  l6 ]6 h& [　　生存市场上日益激烈的竞争导致不断设置新的标准。对时间和成本效率的要求越来越高。这就迫使新工艺和生产技术不断发展。高速切削提供了希望和解决方案……
　　材料新的更难加工的材料已经强调了发现新的切削解决方案的必要性。航空航天业的心脏是用耐热合金钢和不锈钢制造的。汽车工业使用了不同的双金属材料、小石墨铸铁(Compact Graphite Iron)，并增加了铝的用量。模具制造业必须面对切削高硬度的淬火钢的问题，从粗加工到精加工。
3 ]/ t8 @! r4 A　　质量对质量的高要求是空前激烈的竞争所导致的结果。
　　高速切削如果使用得正确，可以在这个领域提供一些解决方案。替代手工精加工是一个例子，这对有复杂3D槽形的模具尤为重要。
8 B; Z* J$ N9 P& Z9 T　　工艺对加工时间更短的要求-只需很少几次装卡和简化的物流(后勤)的要求在大部分情况下可由高速切削解决。模具制造业内的一个典型要求是在一次装卡中完成所有完全淬火小零件的切削。使用高速切削，可以减少和免除费时费钱的EDM(放电加工)加工。
' c4 W8 g3 e2 A# ]7 W9 _　　设计与发展今日竞争中的主要方法之一是销售新奇的产品。现在小汽车的平均生命周期是4年，计算机和配件1年半，手机3个月……这种快速的改变式样和快速的开发产品的发展的先决条件是高速切削技术。
( r6 I" A8 H6 D3 G8 q! w　　复杂产品零件多功能表面增加了，例如新设计的涡轮机叶片有新的和优化的特性与功能。早期的设计允许用手工或机器人(机械手)来抛光。有新的、复杂的形状的涡轮机叶片必须通过切屑来抛光，最好是用高速切削抛光。有越来越多的薄壁工件必须用切削进行精加工的例子(医疗设备、电子、国防产品、计算机零件)。
　　产品设备切削材料、刀柄、机床、控制件，特别是CAD/CAM特性与设备的巨大发展就可能满足一些要求，这些要求是新的生产方法和技术提出的，是必须满足的。
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