高速加工是近十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)。在高速加工技術(shù)的應(yīng)用中猛疗，機(jī)床的大小和類型、可提供的切削動(dòng)力仓近、使用的切削刀具盲狈、被切的材料、切削速度肌蛮、進(jìn)給速度和切深螺矮、潤(rùn)滑和冷卻方式、應(yīng)用軟件及數(shù)控系統(tǒng)的功能等等都會(huì)直接或間接影響高速加工的速度忍猛、性能及可靠性畅型，從而影響加工效率的提高。那么掐股，是哪一環(huán)節(jié)最容易拖高速加工的后腿乘澈？我們又怎樣去克服它笤敞？為此，我們特邀請(qǐng)了先進(jìn)高速加工技術(shù)和產(chǎn)品的供應(yīng)商們能給中國(guó)的制造業(yè)用戶做一詮釋尝鬓。 

    提高生產(chǎn)效率的主流技術(shù) 

    MM: 請(qǐng)談?wù)勀鷮?duì)高速加工的理解瞻绝，它主要包含哪些技術(shù)內(nèi)容？ 

    單錫林先生：高速加工秸讹，顧名思義檀咙，它首先應(yīng)該是通過(guò)高性能的機(jī)床，以通常意義上的幾倍璃诀，甚至幾十倍的加工速度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件加工的高精度弧可、高效率，最終達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的劣欢。同時(shí)高速切削又拓寬了銑削加工的應(yīng)用范圍棕诵，比如超硬材料等難加工材料的加工、微小溝槽和薄壁類零件的加工凿将，由此實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能校套，以銑代磨，以銑代替電加工的作用丸相。 

    圍繞著高速加工搔确，瑞士米克朗公司開(kāi)發(fā)及發(fā)展了一系列的相關(guān)技術(shù)，它主要包括高動(dòng)平衡灭忠、電子恒溫冷卻和矢量閉環(huán)控制的一體化電主軸膳算，受力合理、剛性和減震性能極佳的“龍門框架式床身”攘体，整體熱穩(wěn)定性極好的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)好浆，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的導(dǎo)軌和相應(yīng)的控制系列，特殊的刀具夾持系列及油霧切削潤(rùn)滑等等办轮。 

    楊曉先生：高速切削是一項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)浓朋，使用者應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，購(gòu)置合適的高速切削機(jī)床枫欢，選擇合適的切削刀具磨搭，采用最佳的切削工藝，以達(dá)到理想的高速加工效果返引。 

    同學(xué)校與研究機(jī)構(gòu)的著重點(diǎn)有所不同缭亦，我們認(rèn)為高速加工不是為了實(shí)現(xiàn)高速而去追求高速，它是為一定的經(jīng)濟(jì)目的服務(wù)的隔每，是企業(yè)用戶為實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)而可以選擇采用的一種手段培穆，它有經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平的雙重要求。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面的加工需求：在粗加工階段贼酵，我們采用高速加工技術(shù)的目的是在確保刀具消耗費(fèi)用不至急劇上升的條件下盡快去除毛坯余量糙笛，以求得制造周期的縮短和制造成本的降低模庐。因此，這一階段的實(shí)用技術(shù)應(yīng)該是與高速加工技術(shù)有一定關(guān)聯(lián)的高效加工技術(shù)（有些將其稱為高性能加工）油宜。在精加工階段掂碱，我們采用高速加工技術(shù)的主要目的常常轉(zhuǎn)移為追求高的加工精度和表面質(zhì)量。目前的實(shí)踐說(shuō)明验庙，我們?cè)诟咚偌庸r(shí)工件上所受的切削力和切削熱通常很小顶吮，工件不易發(fā)生力變形和熱變形社牲，精度容易得到保證粪薛，甚至可以加工高硬度的工件材料。而同時(shí)搏恤，我們?cè)诟咚偌庸さ臈l件下比較容易得到高的表面質(zhì)量违寿，其表面粗糙度的數(shù)值極低。 

    張?zhí)┤A先生：首先熟空，對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)藤巢，尤其是在做高速加工的時(shí)候，機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)要合理息罗，因?yàn)樗皇瞧胀ǖ臋C(jī)床掂咒，它要求你在高速中使用。在完全高速加工的時(shí)候轴艇，伺服和電機(jī)也是十分重要的因素谊阐，它們也是CNC系統(tǒng)的重要組成部分。伺服的目的是為了驅(qū)動(dòng)電機(jī)婆掐，電機(jī)的目的是真正最終實(shí)現(xiàn)高速加工它蛔。我們的數(shù)字伺服為高速加工打了一個(gè)比較好的基礎(chǔ)，因?yàn)楫?dāng)你的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求很高的時(shí)候呜紊，模擬伺服是沒(méi)法達(dá)到要求的首袍。在伺服帶動(dòng)下，我們還應(yīng)該重視進(jìn)給軸碧碉，這也是為什么我們?cè)诤脦讓谜褂[會(huì)上都力推直線電機(jī)的原因衰呢。另外一個(gè)領(lǐng)域是主軸電機(jī)，既然進(jìn)給軸的速度上去了炒肚，那么你的主軸速度也要上去猪出，而且模具加工和高速加工對(duì)主軸的要求也越來(lái)越高。另外伺服帶動(dòng)電機(jī)嫂焕，再加上機(jī)械坤学，這就涉及伺服的優(yōu)化問(wèn)題，而這個(gè)問(wèn)題我認(rèn)為目前國(guó)內(nèi)的重視程度還不夠报慕。 

    當(dāng)然還有CAD/CAM系統(tǒng)深浮，我認(rèn)為它是高速加工的一個(gè)基礎(chǔ)压怠，是使一個(gè)完整的模具加工的過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。因?yàn)閺哪愕脑O(shè)計(jì)飞苇、到造型菌瘫、然后到軌跡、到后置處理布卡，以至到最后變成機(jī)床可以加工實(shí)體雨让，都離不開(kāi)CAD/CAM系統(tǒng)的支持。 

    賴齊宏先生：高速加工（HSM）是相對(duì)傳統(tǒng)加工系統(tǒng)而言忿等，它包含兩層含義：一是高主軸轉(zhuǎn)速栖忠，通常RPM 在12000r/min以上，最高已有達(dá)到60000r/min贸街；二是高進(jìn)給量庵寞，進(jìn)給速度一般在每分幾米甚至幾十米。 

    高速加工的內(nèi)容主要包括：①機(jī)床薛匪。機(jī)床制造技術(shù)的不斷發(fā)展朗溶，使之已具備高轉(zhuǎn)速主軸和適應(yīng)高進(jìn)給量的機(jī)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)；②加工程序腥默。CAM軟件已經(jīng)能夠產(chǎn)生適合高速加工的路徑彼窥，如智能判別殘料使精加工余量均勻，拐角走圓弧以減小刀具沖擊匿微；③刀具写阐。新材料的應(yīng)用使得刀具商提供了耐磨性、耐熱性極佳和高剛性的刀具抚揖。 

    胡厚良先生：我們現(xiàn)在提的高速加工簿翔，實(shí)際指的是加工速度超過(guò)一個(gè)臨界值以后切削力急速下降，散熱也更好的狀態(tài)瓢宝。但目前我們所接觸的用戶在加工速度上還沒(méi)有達(dá)到這樣的一個(gè)值牺会。當(dāng)然，對(duì)于不同的材料加工语验，高速加工定義的切削速度的范圍也不同道葬，對(duì)于銑削鋁、鎂合金澜驮，切削速度大于1000m/min可稱為高速加工陷揪，而對(duì)于加工鑄鐵或鋼，切削速度大于305m/min就可以稱為高速加工了杂穷。隨著技術(shù)的發(fā)展悍缠，高速加工的概念也在不斷變化，一般而言，高速加工除了具有高的切削速度和主軸轉(zhuǎn)速外飞蚓，還應(yīng)具有高的進(jìn)給速度滤港。如一般精銑加工可達(dá)到5000～15000mm/min，快速進(jìn)給速度可以達(dá)到20000～60000mm/min趴拧。同時(shí)溅漾，CAM系統(tǒng)是否支持高速的編程也是比較關(guān)鍵的一步。 

    
    孔泰先生：高速加工是體現(xiàn)高切削速度著榴，高進(jìn)給率和高精度加工的技術(shù)添履，他要求比常規(guī)進(jìn)給速度提高5~10倍，單位時(shí)間內(nèi)材料切除量可增加3~6倍脑又。 

    高速加工所包含的技術(shù)有高速主軸及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)暮胧， 主軸陶瓷軸承和磁浮軸承，高速進(jìn)給部件和相應(yīng)NC伺服系統(tǒng)寝典，高壓大流量噴射冷卻系統(tǒng)林没， 高速加工的刀柄系統(tǒng)， 高速加工刀具平衡技術(shù)缅坯，高速加工用刀具材料等許多綜合的技術(shù)。

    綜合技術(shù) 緊密配合 

    MM: 高速加工對(duì)刀具呀埠、數(shù)控系統(tǒng)怠播、CAD/CAM、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)以及機(jī)床本身和功能部件都提出了哪些要求颠请？ 

    單錫林先生：由于在高速加工時(shí)块启，機(jī)床各個(gè)數(shù)控軸及各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件會(huì)頻繁地變換運(yùn)動(dòng)方向，由此會(huì)產(chǎn)生極大的慣性沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)誉倦，輕則會(huì)產(chǎn)生定位誤差魔踱，加工表面質(zhì)量下降；重則將會(huì)造成刀具折斷肿夜，產(chǎn)品報(bào)廢桶求。這就要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有非常好的減振和吸振性，各個(gè)進(jìn)給軸具備良好的動(dòng)態(tài)性能色查。比如米克朗公司的高速銑削機(jī)床從1998年開(kāi)始使用人造大理石的材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵材料薯演，其特殊的材料特性，使其減振性能達(dá)到鑄鐵的6倍秧了。由于人造大理石是整體壓鑄成型的跨扮，所以機(jī)床結(jié)構(gòu)可以做得更合理。米克朗公司將其設(shè)計(jì)成整體“O” 型的龍門框架验毡。而鑄鐵床身的造型就受到很多限制衡创，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了就難以實(shí)現(xiàn)。 

    在冷卻潤(rùn)滑方式上，傳統(tǒng)的冷卻液已經(jīng)不適應(yīng)高速加工的特點(diǎn)璃氢，因?yàn)樵阢娤髦鬏S高速旋轉(zhuǎn)時(shí)丈探，切削液由于離心力的作用很難進(jìn)入切削區(qū)，它的冷卻效果很小甚至沒(méi)有拔莱。因此米克朗公司的高速機(jī)床在轉(zhuǎn)速達(dá)到20000r/min以上時(shí)碗降，均建議用戶采用油/氣冷卻潤(rùn)滑的干式切削方式。這種方式可以用高壓氣體迅速吹走切削區(qū)產(chǎn)生的切屑塘秦，從而將大量的切削熱帶走讼渊。同時(shí)經(jīng)霧化的潤(rùn)滑油可以在刀具刃部和工件表面形成一層極薄的微觀保護(hù)膜，可有效地延長(zhǎng)刀具壽命并提高零件的表面質(zhì)量钩厕。 

    另外针榜，高速銑削加工中心的數(shù)控系統(tǒng)的前瞻能力和程序塊處理時(shí)間要符合高速加工的要求，對(duì)CAD/CAM的要求較為復(fù)雜舌恒⊥局常總之，高速加工工藝是一個(gè)整體工程瞒籍，各個(gè)環(huán)節(jié)要緊密配合才能成功地應(yīng)用它枕褂。 

    楊曉先生：高速加工對(duì)刀具提出了許多要求，如刀具的材料奇忆、鍍層桌蟋、幾何參數(shù)等等，這些在我們的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中已經(jīng)得到并將繼續(xù)得到極高的重視享处。在實(shí)際應(yīng)用中有兩個(gè)問(wèn)題必須引起包括高速加工用戶在內(nèi)的所有相關(guān)人員的重視篮踏。 

    安全性問(wèn)題：安全性問(wèn)題是高速加工中一個(gè)必須重視的問(wèn)題。德國(guó)是在高速加工的研究和應(yīng)用中比較成熟的一個(gè)國(guó)家喝撒，他們很早就制定了高速加工的安全性規(guī)范你踩。我國(guó)一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在開(kāi)始引進(jìn)高速加工生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，對(duì)其安全性的認(rèn)識(shí)普遍不足讳苦，我國(guó)有關(guān)高速加工安全性的標(biāo)準(zhǔn)也尚未立項(xiàng)带膜。在國(guó)內(nèi)研究高速加工比較領(lǐng)先的一個(gè)著名高校，在進(jìn)行高速加工時(shí)使用了一把未經(jīng)高速加工安全認(rèn)證的國(guó)產(chǎn)可轉(zhuǎn)位銑刀医吊，結(jié)果在轉(zhuǎn)速提高到5000r/min時(shí)就發(fā)生刀片飛出的事故钱慢，所幸切削速度還不是太高才沒(méi)有釀成大禍。我們的計(jì)算表明卿堂，如果重15g的刀片以5000m/min的速度飛出束莫，其動(dòng)量與一顆微聲手槍子彈的出膛動(dòng)量相當(dāng)。 

    平衡問(wèn)題：高速加工時(shí)由于刀具的轉(zhuǎn)速高或刀具重量大草描，其不平衡所造成的離心力有可能會(huì)處于較高水平览绿，而高的離心力不但可能導(dǎo)致加工過(guò)程的不穩(wěn)定，加工尺寸的失控，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致刀具的彎曲饿敲、斷裂妻导、解體，從而引起重大事故怀各。而國(guó)內(nèi)一些用戶在進(jìn)行高速加工技術(shù)引進(jìn)時(shí)常常會(huì)遺漏平衡設(shè)備的預(yù)算央垢，這就影響了其高速加工的正常使用。但實(shí)際上刀具的出廠預(yù)平衡只是一個(gè)必要條件士挽，而在高速切削上應(yīng)用時(shí)必須在整個(gè)刀具系統(tǒng)全部裝配完成后進(jìn)行整體平衡泞征，而具有可進(jìn)行平衡調(diào)整的產(chǎn)品在調(diào)整時(shí)仍然需要在平衡機(jī)的檢測(cè)指導(dǎo)下完成。 

    張?zhí)┤A先生：高速加工對(duì)程序的處理能力有很高的要求您脂。我們把這些要求大致分成兩部分无俏，一部分就是程序段的處理。模具加工業(yè)也好蛀田，高速加工也好猿饿，都要求程序段的處理速度要快，而需要處理的程序通常都很大乖阐。另外一部分耀骆，就是在處理完程序以后要執(zhí)行這些程序，我們叫軸插補(bǔ)臭器，它對(duì)速度的要求也很高擅揖。針對(duì)前一個(gè)部分，西門子在一些模具加工或者高速加工處理上有比較強(qiáng)的功能毙玻，比如壓縮器功能。 

    因?yàn)橐话愕腃AD/CAM出來(lái)以后廊散，都是以G01的形式出現(xiàn)的桑滩。我們可根據(jù)CAD/CAM出來(lái)的刀軌跡，由Piet生成多項(xiàng)式的允睹，或者非有理插條函數(shù)运准。這樣的話，一條曲線原來(lái)需要十幾個(gè)程序段缭受，利用Post處理后就只需要兩個(gè)程序段就可以了胁澳。這樣一來(lái)，加工程序段減少了米者，而且運(yùn)作軌跡也平滑了韭畸，同時(shí)又不影響誤差加工精度，這是對(duì)高速加工非常有意義的蔓搞。 

    高速加工實(shí)際上對(duì)加速度也有很嚴(yán)格的要求胰丁。除了加速度的問(wèn)題還有加速度的變化即（Jerk）加加速度的問(wèn)題。 
賴齊宏先生：作為CAD/CAM軟件服務(wù)商，在我們所提供的軟件中熔又，高速加工的理念早已有相應(yīng)功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)协伴，高速加工從CAD建圖部分就提出了較高的要求，曲面精度要求較嚴(yán)格非宝，轉(zhuǎn)圖進(jìn)來(lái)要確保曲面數(shù)據(jù)不能失真杨趣。高速加工要求CAM系統(tǒng)所出的刀路要光順，目的是讓機(jī)床的高進(jìn)給率得以充分發(fā)揮券转，如拐角圓弧化和層間下刀圓弧連接等凡搪，使機(jī)床慣性和速率損失減到最小。智能判別大余量區(qū)域恤朝，為精加工提供盡量好的條件也是重點(diǎn)之一仓泣，目的是使刀具負(fù)荷盡量一致。主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率要相匹配棕虫。要有強(qiáng)大的后處理功能苏涧，能根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)定制最適合的后處理參數(shù)，如NURBS插補(bǔ)第哲，代碼過(guò)濾等训木。當(dāng)然路徑的正確性和安全性更是絕對(duì)不容忽視的。 

    胡厚良先生：在CAM軟件編程這一領(lǐng)域财岔，首先應(yīng)了解高速加工工藝參數(shù)风皿，以及一些相應(yīng)的性能。只有綜合考慮這些因素匠璧，滿足這些要求桐款，高速加工才有可能實(shí)現(xiàn)。 

    先說(shuō)刀路的處理夷恍，要相應(yīng)地提高速度魔眨，產(chǎn)生的刀具路徑就不應(yīng)該有尖銳的地方，就要求沒(méi)有突然改變方向這種現(xiàn)象出現(xiàn)酿雪。我們所要做的處理就是能夠圓弧過(guò)渡遏暴，不造成機(jī)床突然降速，這有利于延長(zhǎng)刀具和機(jī)床的使用壽命指黎，并保證工件表面的質(zhì)量朋凉。 

    其次是要求進(jìn)刀的優(yōu)化。這一點(diǎn)Delcam的PowerMILL系統(tǒng)做得很好醋安，它可螺旋進(jìn)刀以及圓弧進(jìn)刀等等杂彭，都可以使刀具路徑做到圓滑、平穩(wěn)地過(guò)渡接碘。同時(shí)弦蜀，它能自動(dòng)地識(shí)別毛坯余量室午，也就是加工余量的多少。這樣做的好處就是栋负，在余量多的地方孔菱，可以自動(dòng)優(yōu)化進(jìn)給速度、切削速度倒忌，保證刀具有一個(gè)恒定的負(fù)載撕星。PowerMILL的后置處理支持NURBS曲線差補(bǔ)，自動(dòng)F值優(yōu)化涉床，根據(jù)加工余量多少唧窄，自動(dòng)生成不同的F值 ，不用在機(jī)床上手動(dòng)調(diào)整迅忆。PowerMILL針對(duì)高速加工提供一些相應(yīng)的走刀方式究惨，例如擺線加工走刀方式，這對(duì)提高加工速度也是非常有效的苇裤。 

    高速加工還要求CAD/CAM系統(tǒng)更廣泛地支持?jǐn)?shù)控系統(tǒng)治拿。Delcam基于與國(guó)際上知名的數(shù)控系統(tǒng)廠商都有良好的合作，可以根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)笆焰，制作出一些相關(guān)的加工工藝參數(shù)劫谅，并在編程策略中能把機(jī)床的參數(shù)和刀具的參數(shù)放在一個(gè)數(shù)據(jù)管理庫(kù)里。 

    孔泰先生：在這里嚷掠，我們主要談?wù)劦侗到y(tǒng)捏检、高速加工刀具平衡技術(shù)及刀具材料的發(fā)展問(wèn)題。 

    刀柄系統(tǒng)的發(fā)展：由于主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不皆，主軸前端錐孔由于離心力的作用會(huì)膨脹10～25mm贯城， 再加上刀柄制造公差13mm，故總間隙為38mm左右霹娄。美國(guó)Kennametal（肯鈉）金屬公司作為世界級(jí)刀具技術(shù)的領(lǐng)先者為高速加工提供了整體解決方案她所開(kāi)發(fā)的KM短錐柄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了刀柄端面和錐柄三點(diǎn)定位冤狡，夾緊時(shí)錐柄前端存在20～50mm過(guò)贏配合，在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有效彌補(bǔ)了因高速旋轉(zhuǎn)项棠，主軸錐孔前端的膨脹，保證了刀具與主軸連接的高剛性挎峦。目前香追，美國(guó)肯納金屬公司開(kāi)發(fā)了可用于數(shù)控車床和加工中心的全系列KM刀柄系統(tǒng)和KM主軸。 

    高速加工刀具平衡技術(shù)：在高速加工中危葵，刀具的一點(diǎn)點(diǎn)不平衡都會(huì)產(chǎn)生較大的離心力带漆，對(duì)主軸正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的破壞作用。美國(guó)肯納金屬公司所開(kāi)發(fā)的TABS(動(dòng)態(tài)動(dòng)平衡全自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng))可安裝在機(jī)床上蠢缚，當(dāng)?shù)毒咴趧?dòng)態(tài)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)狐绽，2s內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具的動(dòng)態(tài)動(dòng)平衡全自動(dòng)調(diào)整污祭，有效地解決了高速加工中刀具系統(tǒng)動(dòng)平衡快速調(diào)整的問(wèn)題。 

    刀具材料：美國(guó)肯納金屬公司在陶瓷材料躺冕，立方氮化硼(CBN)慨蜒，聚精金剛石(PCD)及各種涂層的研究開(kāi)發(fā)，為廣大用戶提供高速畔怎、高效加工及超硬加工的刀片材質(zhì)歉羹。如肯納的陶瓷刀片材質(zhì)Ky3500，在灰鑄鐵加工中可達(dá)到800～1500m/min的切削線速度者妆，在發(fā)動(dòng)機(jī)銑削中極大地提高了加工效率帅挫，有效降低加工成本。在模具對(duì)淬硬鋼高速加工方面喘疹，肯納發(fā)展了一系列刀具及材質(zhì)抡草，如KC637M，其線速度和刀具壽命都有了顯著提高.在刀柄與刀具夾持方式上蔗坯，肯納也開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)了全系列液壓刀柄和熱脹刀柄康震，這些刀柄的運(yùn)用，更適合高速加工的應(yīng)用場(chǎng)合步悠。 

    滿足行業(yè)應(yīng)用 

    MM: 貴公司所處的技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域在高速加工的行業(yè)應(yīng)用签杈，以及在不同的加工階段都會(huì)面臨哪些問(wèn)題？又是如何解決這些問(wèn)題的鼎兽？ 

    單錫林先生：米克朗公司自1992年開(kāi)始在自己萬(wàn)能鏜銑床上使用42000r/min高頻主軸答姥，實(shí)現(xiàn)高速加工，到1995年開(kāi)始谚咬，開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化的電主軸（42000r/min）鹦付，1996 年開(kāi)始生產(chǎn)商業(yè)化的第一臺(tái)真正意義上的專業(yè)高速銑床（龍門式鑄鐵床身，主軸42000r/min择卦，加速度1g）敲长， 2000年開(kāi)始生產(chǎn)第二代專業(yè)高速銑（整體龍門人造大理石床身，加速度1.7g）秉继， 2002年開(kāi)始生產(chǎn)第三代超高速銑床（主軸最高轉(zhuǎn)速60000r/min爬账，加速度2.5g， 世界上第一臺(tái)人工智能型控制系統(tǒng)）折司。目前米克朗高速銑削產(chǎn)品的用戶應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在：精密模具制造横罪、薄壁類零件加工、超硬材料加工等耿把。 

    楊曉先生：在以德國(guó)德累斯頓大學(xué)PTW研究所為中心的德國(guó)高速加工研究團(tuán)隊(duì)中蚂悯，瓦爾特一直是其中積極的成員。在20多年前的瓦爾特樣本上已經(jīng)有HSK高速刀柄的身影舍仙。如今蒜薇，我們擁有從金剛石稀忘、立方氮化硼、陶瓷到硬質(zhì)合金的各種高速加工刀具脯堂。尤其是2001年推出的具有雙色鍍層的老虎刀片扣筛，開(kāi)創(chuàng)了用硬質(zhì)合金材料高速加工鋼件和鑄鐵件等黑色金屬的新紀(jì)元。老虎刀片在快速去除鑄鐵工件毛坯余量方面已經(jīng)有非常出色的表現(xiàn)嬉竞，達(dá)到了原來(lái)需要陶瓷刀片才能達(dá)到的技術(shù)水平光叉，使我們的客戶既能快速完成去除余量的加工任務(wù)，又能降低加工成本挚躯，還能提高加工過(guò)程的穩(wěn)定性强衡。 

    我們?cè)谟糜操|(zhì)合金高速加工硬材料工件也取得了豐碩的成果。這一成果對(duì)于模具的快速制造起到了非常有益的推動(dòng)作用码荔。瓦爾特專用于硬質(zhì)材料加工的WXH10硬質(zhì)合金材料在許多模具制造商那里都受到了歡迎漩勤。 

    同時(shí)，我們?cè)?a target="_blank" class="mmstipa1" >汽車缩搅、航空等領(lǐng)域使用廣泛的鋁合金越败、鈦合金等材料方面的高速切削更是碩果累累。由于刀片的形狀硼瓣、刀尖圓角品種都很豐富究飞，又有硬質(zhì)合金和金剛石兩種刀片材質(zhì)。 

    張?zhí)┤A先生：在高速加工時(shí)堂鲤，伺服系統(tǒng)的滯后亿傅，加、減速引起的滯后以及插補(bǔ)周期都會(huì)產(chǎn)生加工誤差瘟栖。西門子面對(duì)這些問(wèn)題時(shí)葵擎，無(wú)論從硬件還是從軟件都做了很大的改進(jìn)。比如說(shuō)在810D上虽苫，我們推出一個(gè)CCU3某蛆。由于在硬件上做了改進(jìn)，CCU3的差補(bǔ)周期比原來(lái)的差補(bǔ)周期至少縮短了1/4沾陡。而在我們的高檔產(chǎn)品840D上诸跳，我們現(xiàn)在推出的Power Line Ncu572.4，Ncu573.4蔫沐，實(shí)際就是針對(duì)高速加工的梅柑。它的IPO也是縮短了很多。     

    實(shí)際上瓢疤，要求高速和減少誤差這是一個(gè)矛盾體。有時(shí)候要求精度很高了愤凭，速度肯定上不去窥窜，速度上去了而精度肯定會(huì)受影響仪彪。針對(duì)這一問(wèn)題，西門子推出一個(gè)運(yùn)用于高速加工循環(huán)的cycle832划烫。它可以列出你的誤差選項(xiàng)蒲坐，以保證所要求的精度，同時(shí)還提供了前饋黄锤、預(yù)讀等預(yù)選功能搪缨。這樣使得要處理的這些關(guān)系，通過(guò)客戶的選擇鸵熟，由這個(gè)循環(huán)得以解決副编。 

    賴齊宏先生：粗加工時(shí)，其表面質(zhì)量和輪廓精度要求并不高流强，減小刀具損耗和減少空刀是重點(diǎn)痹届。半精加工階段，保證精加工時(shí)的余量均勻是重點(diǎn)打月，恰當(dāng)?shù)氖褂么旨庸ず笏玫乃夭亩痈詣?dòng)識(shí)別大余量區(qū)域，進(jìn)行智能化的局部再粗銑奏篙。精加工當(dāng)然是要得到最佳的表面質(zhì)量和精度柴淘，使加工的最后的刀具軌跡盡可能沿工件輪廓外形，盡量保持光順的刀具運(yùn)動(dòng)秘通，應(yīng)用最優(yōu)的切削速度和較高的進(jìn)給率为严。 

    CimatronE是一套CAD/CAM一體化軟件，它針對(duì)以上特點(diǎn)烘梭，提供了螺旋下刀或斜線進(jìn)刀阴应，刀具在拐角處使用圓角過(guò)渡。高速加工功能中螺子，在快速移動(dòng)時(shí)G00可走圓角姚沽，減少對(duì)機(jī)臺(tái)的沖擊。粗加工時(shí)使用素材環(huán)切確保切削寬度一致偏笋。Cimatron E的再粗銑功能可自動(dòng)識(shí)別當(dāng)前素材形狀蟹助，移除粗銑后的不均勻余量，而無(wú)需設(shè)置素材參數(shù)莱艺。自動(dòng)產(chǎn)生下刀點(diǎn)捉痰，當(dāng)無(wú)法在工件外下刀時(shí)可采用螺旋或斜線方式下刀。精修時(shí)提供了多種走刀方式適應(yīng)不同的零件榄集，以產(chǎn)生最順暢的刀路湖吭，自動(dòng)清角同樣會(huì)考慮到當(dāng)前素材，清角時(shí)還可自動(dòng)做局部再粗銑苗率。 

    胡厚良先生：以前碉渡，高速加工作為一個(gè)綜合性的高端的技術(shù)聚谁，主要在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用多一些。隨著各行各業(yè)技術(shù)的發(fā)展滞诺，它也越來(lái)越多地應(yīng)用在汽車和模具行業(yè)形导。而無(wú)論在哪一行業(yè)，高速加工的安全性都是頭等重要的大事习霹。針對(duì)于此朵耕，Delcam推出了能做到全程防過(guò)切的PowerMILL CAM系統(tǒng)，大大提高了高速加工的安全性淋叶。有了這個(gè)全程防過(guò)切以后阎曹，高速加工的編程就能保證不會(huì)出現(xiàn)工件過(guò)切、碰撞干涉等現(xiàn)象爸吮。在全程防過(guò)切的監(jiān)控下芬膝，整個(gè)系統(tǒng)不僅僅針對(duì)速度進(jìn)行考慮，還針對(duì)整個(gè)模型形娇，裝卡機(jī)構(gòu)锰霜，刀柄等進(jìn)行綜合考慮。PowerMILL有機(jī)床仿真模塊桐早，它能夠及時(shí)地告訴我們哪些地方有過(guò)切現(xiàn)象出現(xiàn)谊某，并反饋給我們的編程。 

    理論研究是關(guān)鍵 

    MM: 高速加工的理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)應(yīng)用箕但，請(qǐng)問(wèn)订岗，貴公司在理論研究或者是數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)方面都做了哪些工作？ 

    單錫林先生：的確饰逝，高速加工的理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)應(yīng)用囊骆。以米克朗公司中國(guó)市場(chǎng)為例，至今文浆，我們的國(guó)內(nèi)高速銑用戶已經(jīng)超過(guò)了30家筏匪，由30多臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)40000 r /min以上的機(jī)床在生產(chǎn)一線工作，最長(zhǎng)的使用時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了4年升价。但是慢俄，國(guó)內(nèi)的科研院所，大專院校至今竟然還沒(méi)有一家使用40000 r /min以上的機(jī)床（有的學(xué)校購(gòu)買了米克朗機(jī)床窄悍，但是尚未到貨）妄结。那么沒(méi)有加工的平臺(tái)，數(shù)據(jù)的采集和研究就無(wú)從談起屯远，而生產(chǎn)一線的工廠蔓姚，出于各種原因，自己掌握的加工數(shù)據(jù)也不會(huì)公開(kāi)發(fā)表。 

    米克朗公司自2002年開(kāi)始在多年的高速加工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上赂乐，開(kāi)發(fā)推出世界上第一個(gè)人工智能型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)薯鳍。這種叫做 Cyclone的專家系統(tǒng)又叫做“高級(jí)工藝控制系統(tǒng)”，它按照加工目的和對(duì)象挨措，設(shè)置了幾個(gè)優(yōu)先供加工者選擇，分別為速度優(yōu)先崩溪、精度優(yōu)先和表面粗糙度優(yōu)先浅役。在Heidenhain 的操作界面上，以顯示屏上的三角形中圖形按加工目的選擇（有幾個(gè)位置）伶唯，確定下來(lái)后觉既，操作人員實(shí)際上只需依據(jù)工件的幾何形狀和重量等，就達(dá)到了編程的目的乳幸，其余的一切均由專家系統(tǒng)自動(dòng)完成瞪讼。 

    楊曉先生：的確，由于高速加工機(jī)理的研究還沒(méi)有比較統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)粹断，目前的加工數(shù)據(jù)是非常不完整的殖祈，已有的加工數(shù)據(jù)也并不是都清晰完整，因此整個(gè)行業(yè)都在探索之中恼孩。我們除了在德國(guó)將繼續(xù)與如PTW研究所這樣的研究機(jī)構(gòu)加強(qiáng)合作粮戈，與用戶加強(qiáng)合作之外，我們同樣會(huì)在我們子公司的當(dāng)?shù)嘏c高速加工研究機(jī)構(gòu)牙硫、用戶進(jìn)行合作亭圆。目前，我們已在中國(guó)與若干個(gè)研究高速加工的大學(xué)建立了合作關(guān)系防徊，將針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn)展開(kāi)高速加工的試驗(yàn)研究柏豆。同時(shí)，我們會(huì)運(yùn)用集團(tuán)內(nèi)部的知識(shí)管理系統(tǒng)共享整個(gè)集團(tuán)在高速加工領(lǐng)域的成果选芦，為用戶提供盡可能多的加工數(shù)據(jù)这毁，服務(wù)用戶。 
張?zhí)┤A先生：我們?cè)诟咚偌庸だ碚撋系难芯慷荚谖鏖T子總部進(jìn)行潘所。起初挽晌，它在歐洲主要應(yīng)用于一些航空工業(yè)，現(xiàn)在則在模具加工上有很快的發(fā)展怠褐。西門子跟這些最終用戶都有很緊密的接觸畏梆。當(dāng)用戶提出實(shí)際應(yīng)用中的一些問(wèn)題以后，我們總部會(huì)搜集相應(yīng)的問(wèn)題或者說(shuō)是數(shù)據(jù)奈懒，去盡快找出相應(yīng)的解決方案奠涌。而目前在國(guó)內(nèi)，高速加工才剛剛起步，還很難談到如何去搜集這些數(shù)據(jù)以及這一概念溜畅。 

    賴齊宏先生：對(duì)于高速加工技術(shù)捏卓，我們公司不斷吸取歐美及先進(jìn)國(guó)家在此方面的經(jīng)驗(yàn)，就客戶的要求對(duì)軟件功能進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)慈格，推廣高速加工技術(shù)是我們的工作重心之一怠晴。Cimatron E在設(shè)置刀具庫(kù)參數(shù)的同時(shí)可設(shè)定夾頭，以及適合高速加工的機(jī)械浴捆、路徑參數(shù)蒜田，進(jìn)行逼真的實(shí)體切削仿真，并根據(jù)使用后的結(jié)果隨時(shí)更新选泻；類似的工件可建立路徑參數(shù)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)冲粤，縮短新客戶在使用時(shí)摸索的過(guò)程。Cimatron E在IMS后處理中洒唇，有針對(duì)不同控制器的機(jī)器樣本船遣，我們對(duì)于客戶的應(yīng)用情況進(jìn)行整理和備案，將成熟的技術(shù)參數(shù)加以總結(jié)卸腐。 

    胡厚良先生：Delcam英國(guó)總部一直在做這些工作样呜，而且其理論研究在高速加工領(lǐng)域應(yīng)用的成效都是非常大的。在Delcam英國(guó)總部有一個(gè)數(shù)控加工車間杯岩，用以試驗(yàn)我們自己的技術(shù)和產(chǎn)品朽慕。Delcam也是惟一擁有具備這種實(shí)用的，試驗(yàn)自身技術(shù)和產(chǎn)品的加工車間的CAD/CAM領(lǐng)域的軟件供應(yīng)商测脯。實(shí)際上盹挑，高速加工理論研究在國(guó)外進(jìn)行得很到位，不是滯后的荐多。在國(guó)內(nèi)制造應(yīng)用領(lǐng)域假刘，因?yàn)楦咚偌庸じ拍钍且M(jìn)的，許多研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)不是從基礎(chǔ)候殿、從根本研究高速加工的一些理論判哥，而只是在引進(jìn)一些支持高速加工的機(jī)床以及CAD/CAM系統(tǒng)，還有刀具等基礎(chǔ)上進(jìn)行研究碉考。 

    高速加工的數(shù)據(jù)庫(kù)我們也一直在建立塌计，因?yàn)闋可娴拿姹容^寬，它涉及刀具侯谁、機(jī)床锌仅、毛坯材料、冷卻潤(rùn)滑等多方面的數(shù)據(jù)墙贱，我們也只能是一步步將它做得更好热芹。完整的數(shù)據(jù)庫(kù)也不是某一個(gè)機(jī)床廠商贱傀、軟件廠商能夠完成的，它是一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合∫僚В現(xiàn)階段我們所能做的府寒，就是把我們先進(jìn)的技術(shù)以及成熟的產(chǎn)品和經(jīng)驗(yàn)提供給用戶，使其能夠優(yōu)化選擇和應(yīng)用报腔。 

    誰(shuí)影響了高速加工的前進(jìn)和推廣 

    MM: 在您看來(lái)株搔，現(xiàn)今影響高速加工最主要的技術(shù)難題是什么？  

    單錫林先生：在我看來(lái)纯蛾，現(xiàn)今影響高速加工的技術(shù)難題比較多丰倾。如切削參數(shù)的界定和選擇，高速加工技術(shù)的推廣晶聂，相關(guān)刀具形狀及材料的研究，高速主軸及刀具的使用壽命等等条馍。但其中最主要的技術(shù)難題還是在于研究顶恍，優(yōu)化不同加工對(duì)象，不同材料和材質(zhì)寓鳄，不同刀具切削狀態(tài)下的優(yōu)化參數(shù)的總結(jié)和推廣蔼处。因?yàn)橘?gòu)買高速加工的機(jī)床不是問(wèn)題，有資金就能投入購(gòu)買跛孕，但操作人員的經(jīng)驗(yàn)铭能、素質(zhì)千差萬(wàn)別，加上高級(jí)數(shù)控機(jī)床操作編程人員緊缺舟鲁，人員流動(dòng)快的市場(chǎng)特點(diǎn)励螺，機(jī)床的操作編程人員的好壞就成了是否真正能實(shí)現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵。 

    我們作為瑞士米克朗公司的銷售人員坡沿，絕不只是考慮機(jī)床的銷售工作糊探，更重要的是怎么樣將高速加工真正實(shí)現(xiàn)，就成了我們工作的重中之重河闰。我們公司幾年來(lái)科平，第一個(gè)是自1999年就在蘇州、上海設(shè)立了應(yīng)用技術(shù)和培訓(xùn)中心姜性，非常重視售前及售后的技術(shù)培訓(xùn)瞪慧；第二個(gè)是努力實(shí)現(xiàn)交鑰匙或新概念的推廣，特別是在2000年并入瑞士阿奇夏米爾集團(tuán)之后部念，更是注重高速加工整體解決方案的提供弃酌；第三個(gè)是通過(guò)各種技術(shù)交流會(huì)、展覽會(huì)印机、到大學(xué)里講座矢腻，在機(jī)床雜志上發(fā)表文章，直至米克朗公司自己創(chuàng)辦“今日高速銑”的專業(yè)報(bào)紙，來(lái)宣傳推廣高速加工技術(shù)多柑。 

    楊曉先生：應(yīng)該說(shuō)我認(rèn)為在中國(guó)目前高速加工最主要的難題還不是技術(shù)層面的問(wèn)題奶是，而是理念層面的問(wèn)題。高速加工可以說(shuō)也是一個(gè)系統(tǒng)工程平俘，牽涉的面很廣宋泊。有些用戶為了引進(jìn)“先進(jìn)”的技術(shù)而引進(jìn)高速加工，對(duì)高速加工的系統(tǒng)不甚了解猴豁。而這些用戶可能會(huì)成為高速加工不成功的典型湃改，進(jìn)而會(huì)對(duì)欲引進(jìn)而尚未引進(jìn)高速加工的企業(yè)造成心理陰影，使他們對(duì)高速加工的投資風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)悲碰，從而影響我國(guó)高速加工事業(yè)的正常發(fā)展丧足。 

    張?zhí)┤A先生：這個(gè)很難說(shuō)，因?yàn)楦咚偌庸な且粋€(gè)很綜合概念泻磅。比如說(shuō)蜗胖，刀具有刀具的問(wèn)題，附件有附件的問(wèn)題煞松，包括控制器有控制器的問(wèn)題袄雷。所以我認(rèn)為，作為數(shù)控供應(yīng)商來(lái)說(shuō)芳争，應(yīng)隨著高速加工的應(yīng)用跑事，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，解決這些問(wèn)題懈词。但就目前來(lái)看蛇耀，數(shù)控處理的速度，我認(rèn)為已經(jīng)夠了钦睡，下面就是如何把直線電機(jī)蒂窒、高速主軸真正用好，這是在現(xiàn)階段的高速加工荞怒，我們所涉及的領(lǐng)域最應(yīng)該解決的問(wèn)題洒琢。 

    賴齊宏先生：Cimatron E已有很多客戶用在普通機(jī)床上，作類似高速加工的半高速加工褐桌，也有購(gòu)買高速機(jī)床的三軸或多軸客戶調(diào)試成功的案例衰抑。雖然高速加工已為部分人帶來(lái)了很大收益，但畢竟此項(xiàng)技術(shù)還未大規(guī)模應(yīng)用荧嵌，仍有相當(dāng)?shù)闹圃鞓I(yè)主無(wú)法從舊的加工觀念轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)呛踊，或是對(duì)技術(shù)過(guò)于保守。企業(yè)負(fù)責(zé)人的觀念將決定一個(gè)企業(yè)的加工水平啦撮，因此造成了高速加工技術(shù)推廣過(guò)程中的障礙谭网。 

    現(xiàn)在有能力購(gòu)買高速機(jī)的客戶汪厨，在使用中最主要的問(wèn)題是技術(shù)問(wèn)題，如操作員技術(shù)難以讓人放心卡宛，程序設(shè)計(jì)師未跳出舊的加工模式蛙檐，還有各家機(jī)床控制器標(biāo)準(zhǔn)不一，使得軟件供貨商在后處理設(shè)置上難度增加胚闲。我們作為CAD/CAM軟件服務(wù)者贪犁，在如此現(xiàn)狀下只能以客戶需求為指導(dǎo)，發(fā)揮我們?cè)诟咚偌庸ぶ械膬?yōu)勢(shì)缭柄，與機(jī)床制造商檀氏、控制器廠商和刀具商進(jìn)行合作和技術(shù)溝通，盡量總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)软架，為高速加工的應(yīng)用做最大的努力纳帽。 

    胡厚良先生：我認(rèn)為，從高速加工的角度弄讥，最關(guān)鍵的因素應(yīng)該是機(jī)床本身的性能返工，然后是刀具材料的性能，還有就是CAD/CAM軟件的加工策略適不適應(yīng)高速加工意沸。這三個(gè)作為一個(gè)焦點(diǎn)在高速加工領(lǐng)域談得比較多一些。當(dāng)然別的因素也會(huì)影響高速加工烦租，比如說(shuō)冷卻液延赌、潤(rùn)滑、還有毛坯材料等等叉橱。軟件挫以、刀具和機(jī)床本身在各自的領(lǐng)域做得都很不錯(cuò)，理論研究也達(dá)到了很高的層次窃祝，但是最后怎么協(xié)作做得不夠掐松。也就是說(shuō)，不同的軟件粪小，或者刀具和機(jī)床匹配在一起大磺，怎么能夠最好地發(fā)揮高速加工的性能，這一點(diǎn)還做得不夠探膊。

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