高速切削加工在中國缺乏加工鏈的知識

根據(jù)VDW（德國機床制造商協(xié)會）的數(shù)據(jù)，中國在2005年的機床消費額達87.61億歐元，為世界最大的機床需求國。中國還從德國進口了7.92億歐元的機床，保持著德國機床最大海外市場的地位。然而，機床在中國的使用條件與在西方國家的狀況有著很大區(qū)別。

　　中國在機床應用方面的差距

　　在中國，很多機床操作者、調度員和負責生產管理的人員缺乏高速切削加工的實際技能和制造技術，導致工藝參數(shù)和銑削策略選擇不正確。通常，負責生產的人缺少關于“生產效率”和“經濟性”的清晰概念，盡管這些概念對于高速切削非常關鍵。他們選擇機床和刀具常常只關注價格的高低，而忽略了它們對生產效率、質量及加工成本的影響。經�？梢钥吹�，在一臺現(xiàn)代機床上卻使用著普通的中國刀具，原因是中國刀具較便宜，而不考慮由于刀具質量差、壽命短以及后序手工工作量大等因素會導致總的制造成本上升。由于所用的工件材料與歐洲有很大不同，使得德國的機床制造商不能把加工參數(shù)直接推薦給中國用戶。此外，在中國很少有院校通過承接企業(yè)的研究項目或開展某種合作幫助企業(yè)解決技術問題（如刀具或參數(shù)的優(yōu)化），對企業(yè)提供有效的支持。

　　在中國，當加工出現(xiàn)問題時，機床用戶往往只在機床上找原因，而不考慮所用刀具的狀況，導致多數(shù)用戶對機床供應商不滿意，甚至影響到以后的訂貨。產生這一問題的根源在于對整個加工鏈的適用性缺乏認知。

　　在德國聯(lián)邦政府教育和科研部（BMBF）的資助下，一個中德研究項目“高速切削加工在中國工模具行業(yè)的應用”開始實施。該項目的主要目標是促進高速切削在中國工業(yè)領域的認知、應用和推廣，使中國的機床用戶認識到適用加工鏈的重要性。

　　德國達姆斯塔特大學的生產管理、制造技術和機床學院（PTW）與來自Hermle、Kennametal、LMTKieninger公司的代表一起向中國的用戶和決策者介紹了高速切削的優(yōu)點、功效和應用范圍，并以加工實例直觀地說明了一個適合高速切削的通用加工鏈的意義。

　　加工實例1：用6把刀替代9把刀

　　該實例發(fā)生在中國南方一個有15000名員工的玩具制造廠。任務是加工一種注塑模具。該模具用冷作模具鋼（40CrMnNiMo）制造，硬度35HRC，所用加工機床為Hermle公司的C800V。原來的加工方式是采用普通的澆注冷卻方式，所用刀具為球頭仿形銑刀，加工時間需要125分鐘，為了在基面上加工一個精細型面，在銑削后還需進行電火花加工。

　　為了優(yōu)化加工鏈，在PTW進行了銑削試驗。為使試驗結果能應用于上述用戶，銑削試驗在一臺Hermle公司的C300U上進行。為優(yōu)化適合高速切削的加工鏈，需要在盡可能好的加工表面質量與最少的加工時間這兩個相互矛盾的目標之間找到一個最佳組合，而且保證刀具磨損正常。

　　經優(yōu)化后的加工過程顯示，完成加工所需的刀具可由原來的9把減為6把，除可降低刀具成本外，還可減少約30%的換刀時間，使加工時間減少約21%，降為99分鐘，基面的表面粗糙度降低了50%以上。通過應用微潤滑方式，使所有刀具的磨損變得很小，幾乎難以測出。對基面上精細型面的加工不再使用電火花工藝，而是采用高速切削，由此不僅可省掉工件在電火花機床上裝夾調試的時間，而且還避免了電火花加工對工件表面產生的損傷。

　　加工實例2：編程提高加工質量

　　第二個應用實例是關于飛機整體構件的銑削加工，出自一家位于東北某地有約17000名員工的飛機制造公司。工件材料為高強度鋁（AlCu2MgNi）。所用加工機床為Hermle公司的C1200U，根據(jù)工件的幾何形狀，需要5軸聯(lián)動加工。

　　中國的用戶不清楚該零件的高速銑削策略，使該零件扇形部分周邊側面的銑削出現(xiàn)問題，銑出的不是一個連續(xù)光滑的曲面，而是由很多肉眼可見的小平面組成。造成這種刀具路徑不連續(xù)的原因既有銑削策略問題，也有編程問題。加工程序應該能夠識別在單個NC語句之間存在的突然過渡，并通過附加的連續(xù)控制命令予以消除。當對銑削加工策略、工步及刀具交換等因素進行優(yōu)化以后，該工件總的加工時間顯著減少。

　　需要在現(xiàn)場對中國用戶進行培訓

　　在用戶企業(yè)和上海同濟大學，來自PTW和參與項目的制造商（Hermle、Kennametal和LMTKieninger）的代表以實際操作的方式對高速切削加工鏈的優(yōu)化過程進行了講解。通常由來自工業(yè)界、協(xié)會和高校的眾多聽眾利用這種報告會提出問題，并與報告人進行討論。然后在企業(yè)或高校的機床上對NC編程、安裝調試刀具和工件進行實際操作，直接演示高速切削的過程及其優(yōu)越性。中國用戶尤其對經過優(yōu)化的高速切削表現(xiàn)出強烈興趣，表明他們對高速切削的功效及所要求的通用加工鏈有更多的信息需求，這就為德國供應商提供了很好的機遇，以豐富的培訓內容支持那些對現(xiàn)代制造技術感興趣的企業(yè)。還要向中國用戶指出，在企業(yè)自有機床上進行高速切削加工時，必須對通用的加工鏈按現(xiàn)場條件進行修正。一定要讓用戶親眼目睹和親自經歷，才能得到中國用戶的認可。

　　在這樣的背景下，參與該項目的德國企業(yè)面前呈現(xiàn)出一種前景，即通過應用實例的演示，以全新的方式去開拓中國市場。