数控汽车零部件自动生产线中的高速加工技术

• 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。

• 零件毛坯制造技术：零件毛坯材料的选择、成形工艺技术的优化，直接影响到后序机制工艺过程、生产节拍快慢和产品质量、成本，是产品全生命周期的起点。国内少有科技人员下功夫去潜心系统研究，国外的快速成形工艺技术还未真正实用于企业生产流程中。更少有人从绿色制造、环保角度研讨零件毛坯制造系统技术的变革与发展。
• 高速刀具技术：差距主要表现在高性能刀具材料的研发(含表面涂层材料)、刀具制造工艺技术、刀具安全技术及刀具使用技术等领域。
• 高速机床技术：在市场经济引进技术设备的带动下，我国高速机床技术有了长足进步，差距在于机床关键功能部件的研发上，落后于市场需求。如转速20,000r/min以上的大功率高刚度主轴、无刷环形扭矩电机、直线电机、快速响应数控系统等在实用上处于空白；多功能复合机床设计、制造网络、通讯网络技术的应用，还处于初级阶段。
• 生产技艺数据库：国内制造企业(尤其是国营企业)普遍未重视建立自身企业(行业)生产技艺系统数据库，其中包含制造工艺流程及相关的技艺(Know How)、金属(非金属)切削数据库、专家机制知识库、企业内外有效资源数据库等。另外，高速切削机理的基础共性技术研究也处于初级阶段。

机加工高速技术的发展趋势

• 机床技术：随着数控系统、关键功能部件、网络通讯技术的进步与完善，企业将促使多轴联动、多面高速加工中心，铣、车功能为一体的复合加工中心技术达到实用化；相应出现各类数控专用高效率加工机床；将更加广泛应用激光技术于机械成形加工、切割加工领域；机床数控系统的功能将可实施网络化通讯与生产，进一步提升数控机床的利用率。
• 量化自动生产线：将以各类高速加工中心组成，大力发展柔性、敏捷制造工程技术。
• 测量技术：随着高速加工系统工程技术广泛应用，数字化CCD、激光大力发展DNC宽带网及网络安全技术。