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高速加工技术现状及发展趋势.docx

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高速加工技术现状及发展趋势.docx


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高速加工技 状及 展 引言于机械零件而言,高速加工即是以 快的生 拍 行加工。一个生 拍:零件 送 -- 定位 -- 刀具快 -- 刀具工 ( 在 )-- 刀具快退 -- 工具松开、卸下 -- 量 等七个基本生 。而高速切削是指刀具切削刃相 与零件表面的切削运 ( 或移 ) 速度超 普通切削 5~10 倍,主要体 在刀具快 、工 及快退三个 上,是高速加工系 技 中的一个子系 ; 于整条生 自 而言,高速加工技 表征是以 捷的工流程、 短、 快的生 拍的生 行生 加工。 就要突破机械加工 念, 在确保 品 量的前提下,改革原有加工工 ( 方式 ) :或采用一工位多工序、一刀多刃, 或以 、 、 削替代磨削,或以拉削、搓、 、 加工工 ( 方式 ) 替代 、插、 削加工?等工 ( 方式 ) ,尽可能地 短整条生 的工 流程; 于某一 品而言,高速加工技 也意味着企 要以 短的生 周期,完成研 品的各 信息采集与 理、 开 、加工制造、市 及反 信息。 与敏捷制造工程技 理念有相同之 。 高速加工技 生于近代 多 的全球化市 境。在激烈的市 争中,要求企 品 量高、成本低、上市快、服 好、 境清 和 品 新 代及 ,由此 引 高速加工技 不断 展。自二十世 八十年代,高速加工技 基于金属 ( 非金属 ) 切削加工技 、自 控制技 、信息技 和 代管理技 ,逐步 展成 合性系 工程技 。已广泛 用于生 工 流程型制造企 ( 如 代 ( 汽 ) 生 企 ) ;随着个性化 品的社会需求增加,其生 条件 多品种、 件小批制造加工 ( 机械制造 中, 种生 模式将占到 的 70%),高速加工技 必将在生 工 离散型或混和型企 中 ( 如模具、能源 、船舶、航天航空?等制造企 ) 得到 一步 用和 展。 二十世 末期,我国 革 划 体制,改革开放,建成有中国特色社会主 市 体制。 用的高速加工技 跟随引 的先 数控自 生 、刀具 ( 工具 ) 、数控机床 ( ) ,在机械制造 得到广泛 用,相 的管理模式、技 、理念随之融入企 。企 家 代信息技 和企 制度、机制在未来可持 展、市 争中的重要地位和作用, 日益深刻。社会主 市 境,不 促 企 制、 整 、 品 构和技改, 企 展 出 用和 展高速加工技 良好而广 的前景。 我国引 数控 自 生 中的高速加工技 二十世 八十年代以来,我国相 从德国、美国、法国、日本?等国引 了多条 先 的 数控生 自 ,使我国 制造工 得到空前 展。其中 典型的是来自德国的一汽 -- 大众捷达 和上海大众桑塔 自 生 ,其 于国 二十世 九十年代 中期水平。其中应用了较多较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。本文重点介绍一汽 -- 大众捷达轿车传、发生产线。 2.1 引进的捷达数控轿车自动生产线概况 一汽 -- 大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众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,年产轿车能力 15 万辆,制造节拍 1.50 分/ 辆。其中发动机、传动器生产线共拥 有 627 台各种机加工设备,进口 253 台,国产 374 台,其基本上属于数控刚性自动生产线。自产发动机零件 9 种,传动器零件 27 种,其余社会配套。年产发动机 27 万台,传动器 18 万台。生产国际二十世纪九十年代水平的 4 缸、 6 缸捷达奥迪轿车五汽门电喷发动机及配套的传动器,生产节拍 30~40 秒/ 1 台,生产线部分采用风冷干式切削加工技术,其机械加工工艺流程反映了当代轿车制造业中最先进的技术水平。轿车营销以国内市场为主。由 于没有轿车自主知识产权, 新车型的研发, 是以现有一汽 -- 大众捷达轿车生产自动线为本,持续从德国大众汽车公司进口相关信息和技术 ( 上海大众桑塔纳轿车自动生产线情况类同 ) 。 2.2 一汽 --  大众轿车发动机、传动器  ( 发、传 ) 零件毛坯技术概况 一汽 -- 大众捷达奥迪轿车发动机、传动器关键零件毛坯均为精密铸造成型的高强度铸 铁、铸铝及精密模锻的结构钢件,部分零件采用精密粉末冶金烧结成形工艺。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 ~ 4mm±0.3 mm 以内。生产线运行初期,零件毛坯靠进口。自 1997 年起,国内相关企业经多 次攻关,先后攻克批产零件毛坯的精密成型工艺技术、零件材料各化学元素选配及热处理 工艺技术难题,旨在达到高速加工自动生产线 ( 技术 ) 对零件毛坯材料可加工性、尺寸精度 一致性较高要求的技术指标,传动器零件毛坯国产化已达 95%以上。 2.3 一汽 -- 大众轿车发、传生产线高速切削刀具、高速机床及加工工艺 一汽大众捷达奥迪轿车发动机、传动器零部件生产线上,几乎所有的切削刀、辅具 ( 工 具 ) 均为进口产品 ( 来自 49 个外国公司 ) ,关键工序的设备 ( 机床 ) 也是进口的专用刚性数控产品。其典型技术特点简要分述如下: 刀具材料的选用:以超硬刀具材料为主。采用 CBN、 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-Al 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 涂层刀具加工精锻结构钢零件, 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、滚刀、剃齿刀,以及硬质合金机夹组合专用拉刀,加 工各种精锻钢件、 铸铁件,拉削速度 10~25m/min, 滚削速度 110m/min, 剃齿切速 170m/min。 刀具典型 构与加工工 :零件孔加工刀具采用多刃复合式 ( 刀刃机 、 合 ) 构,以 、 削替代磨削,在一次性走刀 程中完成孔的精加工, 速达 3000r.p.m ,走 刀速度达 1.5 ~3 m/min, 精度可达 5~7 ,粗糙度 Ra0.7μm( 速达 8000r.p.m , Ra2μ m);零件平面 削刀具多采用密 、 定位、重复 构,径、 向双向可 的高 速密 面 刀。直径 φ 250~400mm, 向跳 <± 0.0025mm。零件装配平面的加工,是以代磨,粗糙度 Ra0.7μm,不平度< 0.02mm;曲 主 、 杆 加工,采用双工位 一拉削 用刀具。刀 直径 φ 700mm, 周装有 40 个硬 合金涂 刀片,每 10 片 一 , 切削速度 150 m/min ,快 速度 4.6m/ min ,切削余量 1.5 ~ 3mm/径向 , 班 350 件;曲 主 承盖加工 , 采用 置、排列式机 复合成形拉削 用刀具,安装三种、共 713 片可 位硬 合金涂 (TiCN) 刀片, 速度 25m/min

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