【編者按】高效加工是在保證零件精度和質(zhì)量的前提下晌该，通過對(duì)加工過程的優(yōu)化和提高單位時(shí)間材料切除量來提高加工效率和設(shè)備利用率戒祠、降低生產(chǎn)成本的一種高性能加工技術(shù)成玫。

高壓冷卻液在機(jī)加工中的高效應(yīng)用

據(jù)調(diào)查顯示加酵，機(jī)加工的總成本可分為兩大部分，79%的固定成本和21%的可變成本哭当。冷卻液作為可變成本中的一部分猪腕，只占到了0.5%，與刀具相比钦勘，形成了1:10的成本差距陋葡。由此可見，冷卻液的成本在機(jī)加工中是微不足道彻采，但它卻會(huì)影響固定成本（設(shè)備腐缤、人力等）和可變成本（刀具、材料等）肛响。

首先岭粤，冷卻液性能會(huì)影響刀具壽命和生產(chǎn)率。它會(huì)減少刀具磨損及換刀時(shí)間终惑，減少鐵屑與刀具的接觸時(shí)間沸根，從而提高切削速度、進(jìn)給诊拦、切深等方面的生產(chǎn)率瘟百。因此，選擇合適的冷卻液，可同時(shí)提高刀具壽命和生產(chǎn)率10%以上掺变。在這方面掐赠，福斯作為金屬加工冷卻液的巨頭，相比起普通冷卻液而言帆骗，能縮短加工時(shí)間糯湃、提高工件表面光潔度、以生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品的席，達(dá)到更低的生產(chǎn)成本捧擂。

同時(shí)，福斯在高壓冷卻方面也頗有心得赁至。采用高壓冷卻液優(yōu)勢(shì)在于改善斷屑艾遗、排屑性能，提高切削參數(shù)瓣俯，降低刀具磨損杰标，延長(zhǎng)刀具壽命，進(jìn)一步改善工件表面粗糙度彩匕。普通的溢流冷卻無法有效且準(zhǔn)確地到達(dá)切削區(qū)腔剂，在加工區(qū)域會(huì)因局部加熱而形成一道蒸氣隔離層，蒸氣隔離層會(huì)隔離切削區(qū)并阻止其散熱驼仪。高壓冷卻可以完美地解決溢流冷卻所帶來的問題掸犬，高壓冷卻產(chǎn)生液壓楔，減少碎屑同刀具的接觸面積谅畅，能夠更好地帶走加工時(shí)產(chǎn)生的熱量登渣，這些優(yōu)勢(shì)無不體現(xiàn)在車削、銑削毡泻、鉆孔等加工過程中胜茧。

當(dāng)然，高壓對(duì)于冷卻液而言也不全是正面影響仇味，在高壓液體的循環(huán)下呻顽，冷卻液會(huì)高速攪動(dòng)，產(chǎn)生泡沫区为，這對(duì)加工而言是不利的喇纬。因此控制泡沫成為了冷卻液生產(chǎn)商的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)OEM的做法是避免使用含硅消泡劑嫂衅，過濾器也會(huì)消耗掉一部分消泡劑凯书，乳化液必須保持穩(wěn)定，經(jīng)受住壓力下降灌龄，并保持低泡沫咬恨。福斯還認(rèn)為，有效的高壓冷卻液需配合合適的機(jī)床、刀具邀漩，才可發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)畦瞒。例如在銑削時(shí)采用的刀具需是可轉(zhuǎn)位立銑刀或可轉(zhuǎn)位平面銑刀，同時(shí)選用合適的噴嘴绿踱，如此才能實(shí)現(xiàn)高壓冷卻液的功效冠秉。

顛覆傳統(tǒng)的高效加工工藝

實(shí)現(xiàn)高效加工并非易事，而要在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上顛覆創(chuàng)新菲藏，更是一項(xiàng)高難度的突破视事。在這一點(diǎn)上，號(hào)恩（Horn）刀具可謂是業(yè)界的佼佼者今妄。其三大高效加工系列：高效率鉸刀DR系列郑口、插削系列鸳碧、以刮代磨-刮削系列均從很大程度上改變了傳統(tǒng)的高效加工工藝盾鳞，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代高效加工藝術(shù)。

我們?cè)诮邮沼唵吻罢袄耄瑫?huì)先考慮客戶對(duì)鉸削的要求是什么腾仅？答案不外乎是對(duì)孔本身的要求（孔的公差、表面粗糙度套利、位置精度推励、直線度/圓柱度、同心度肉迫、平行度等等）验辞，或是延長(zhǎng)刀具的壽命，或是實(shí)現(xiàn)較低的單件成本喊衫，又或是縮短加工中的停機(jī)時(shí)間跌造。這些要求看似復(fù)雜多變，難以實(shí)現(xiàn)湘搀，但在高效率鉸刀DR系列的配合下尾丑，一切都迎刃而解了。

高效率鉸刀DR系列徹底顛覆了原來鉸刀低轉(zhuǎn)速渐仓，低進(jìn)給的一貫形象熔淘，可以在高轉(zhuǎn)速及高進(jìn)給的狀態(tài)下穩(wěn)定的切削，通過高速切削提高加工效率悄慨，降低加工成本饼痘。其進(jìn)給速度可高達(dá)7500 mm/min，是由可換式的刀片與獨(dú)特的快換式機(jī)械裝置連接而成的车管。同時(shí)全僧，DR系列采用內(nèi)冷設(shè)計(jì)，冷卻液可通過刀桿內(nèi)部噴射到刀片上，對(duì)刀頭充分冷卻侄掠，從而保證刀片有極佳的壽命碧农。盡管刀具在機(jī)械加工中本身的價(jià)值并不高，但所起到的作用很重要钻哩，因?yàn)榈毒呤乔邢骷庸ぶ凶罹哂谢盍Φ囊蛩亍?/p>

除此之外屹堰，DR系列與其他刀具相比的一個(gè)顯著區(qū)別在于DR系列并非焊接形式，而是純硬質(zhì)合金刀片式街氢，刀片與刀體通過與類似于HSK刀柄的過定位形式緊緊連接在一起扯键，然后用螺釘鎖住，裝夾顯得簡(jiǎn)單且可靠珊肃。這種連接方式能確保刀片的重復(fù)定位精度控制在0.003mm以內(nèi)荣刑，與此同時(shí)，因?yàn)槭堑镀c刀體是整個(gè)面接觸伦乔，極大地提高了剛度厉亏，保證了扭矩的完美輸出，確保刀具切削時(shí)非常穩(wěn)定烈和。由于高效率鉸刀DR系列的整個(gè)系統(tǒng)是模塊化的拼接爱只，因此客戶定制化的生產(chǎn)也不再是難事。目前DR系列已在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用招刹，如連桿上的大小頭孔恬试，差速器殼體上的貫穿孔，搖臂軸孔等疯暑。

另外值得一提的是號(hào)恩產(chǎn)品中的以刮代磨-刮削系列牧稳。其創(chuàng)新點(diǎn)在于將傳統(tǒng)車削刀具以點(diǎn)接觸加工方式改變?yōu)槊媾c面的接觸式機(jī)加工新工藝。如此一來盅格，加工時(shí)工件表面將沒有任何刀痕闰袒，滿足了特殊的表面要求，同時(shí)無需投入額外的磨床和設(shè)備浑云，減少加工流程和操作強(qiáng)度并园，從而提高了生產(chǎn)效率。

高效成型技術(shù)在汽車零部件上的應(yīng)用

近年來庸垢，汽車產(chǎn)業(yè)界最重要的一個(gè)課題是致力于減少環(huán)境的負(fù)擔(dān)樊颁。但同時(shí)對(duì)安全性的要求也持續(xù)提高。最主要的對(duì)策之一是汽車輕量化呀逃，致使高強(qiáng)度鋼的采用比率急速增加澳银。其中一項(xiàng)主要的解決案例便是車輛骨骼部品的高張力材料化。雖然鋼鐵不是當(dāng)今世界上最強(qiáng)壯的材料钾植、但是從設(shè)計(jì)的多樣化慨即、成本的效率性型肥、制造過程的低排放性、可回收二次利用性等特性來看蝠咆，鋼鐵還是目前最好的汽車用材料踊东。

而協(xié)易在對(duì)高強(qiáng)度鋼等主要汽車用材料的加工上，可稱得上是業(yè)界的行家刚操。協(xié)易的技術(shù)主要針對(duì)兩大方向闸翅，一是大型車身外鈑件、高強(qiáng)度內(nèi)鈑件的加工（沖床及接口設(shè)備整合菊霜、金屬成型TOTAL SOLUTION方案）坚冀，二是動(dòng)力總成關(guān)鍵零件的生產(chǎn)（液力變矩器、變速器齒型轂件鉴逞、機(jī)油熱交換器记某、同步器齒環(huán)等等）。

在鈑金加工過程中构捡，“生產(chǎn)效率”和“成形性”成為人們最關(guān)注的兩大問題液南。研究發(fā)現(xiàn)，在常見的沖床設(shè)備中叭喜，曲軸沖床贺拣、連桿沖床這類沖床能對(duì)“生產(chǎn)效率”起到很大作用，但在成形性上有所欠缺矗赔；油壓沖床則能更好成形，生產(chǎn)效率卻不足狠楞。對(duì)此坦浦，伺服沖床取其之長(zhǎng)，補(bǔ)其之短盲并，在生產(chǎn)效率和成形性上完成了雙管齊下怔赤。協(xié)易的伺服壓力機(jī)采用了適應(yīng)性很強(qiáng)的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將液壓機(jī)的靈活性與機(jī)械壓力機(jī)的高效率優(yōu)點(diǎn)有效地結(jié)合起來吻悍，可以為用戶提供大分较、小批量的不同沖壓件。伺服壓力機(jī)的轉(zhuǎn)速變化及控制經(jīng)過了合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)囚上，因此有可能在沖壓過程中實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)和沖裁力的無級(jí)調(diào)節(jié)南垦。同時(shí)還使壓力機(jī)的工作曲線與各種不同的應(yīng)用要求相匹配。

現(xiàn)代化的沖壓科技要求沖頭（滑塊）必須是能在任意位置停止痰拢、上升跛鸵、下降、加速资柔、減速等焙贷，才能成就最佳的成型工藝與生產(chǎn)目的撵割。協(xié)易歷經(jīng)十多年的研發(fā)，并經(jīng)嚴(yán)格的市場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試辙芍， 推出了高扭力低轉(zhuǎn)速的直驅(qū)式（Direct Drive）伺服沖床啡彬。其原理是配備了低轉(zhuǎn)速高扭拒的專用伺服馬達(dá)和控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速僅有300 SPM故硅，但扭拒可達(dá)到15,000 N-m（以200噸為例）外遇。

隨著生產(chǎn)規(guī)模化契吉、車型批量小跳仿、品種變化快、多車型共線生產(chǎn)等特點(diǎn)的延伸普及捐晶，沖壓技術(shù)與設(shè)備被要求不斷向柔性化和自動(dòng)化方向發(fā)展菲语。協(xié)易在此基礎(chǔ)上研發(fā)出了一套完整的柔性沖壓自動(dòng)線。一條柔性沖壓自動(dòng)線大多由一臺(tái)多連桿拉伸壓力機(jī)和3-4臺(tái)壓力機(jī)組成惑灵，生產(chǎn)大型車身覆蓋件山上，從毛坯的上料到?jīng)_壓件下線全部自動(dòng)完成，整條沖壓線長(zhǎng)60-80m左右私舱，生產(chǎn)節(jié)拍高達(dá)10件/min或更多畦肉。不僅如此，壓力機(jī)的所有控制功均做到智能化菊舅，實(shí)現(xiàn)了高安全性和沖壓質(zhì)量礁姿。

典型緣條類零件的加工方法

結(jié)構(gòu)整體化是新一代大型客機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代先進(jìn)大型飛機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的一個(gè)重要標(biāo)志舆滞，對(duì)研發(fā)周期菱区、生產(chǎn)效率和制造成本等具有非常重要的影響。采用整體結(jié)構(gòu)件的優(yōu)勢(shì)在于可以大幅降低連接裝配工作量服讯，減少零件數(shù)量绎瓣，實(shí)現(xiàn)10-30%的減重，提高密封性能授灵。目前堵忌，大型客機(jī)的帶筋整體壁板、整體框和梁緣條等復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的加工均采用高速加工技術(shù)藏亲。

大型客機(jī)梁緣條類零件是典型的大型航空鋁合金結(jié)構(gòu)件杯道，是飛機(jī)機(jī)翼、水平尾翼荔泳、垂直尾翼上的重要零件類型蕉饼。其零件特點(diǎn)是：長(zhǎng)度尺寸大，機(jī)翼緣條可達(dá)20m玛歌；具有明顯的薄壁特征昧港，壁厚與壁高比可達(dá)1:30擎椰；零件截面形狀變化大，存在復(fù)雜曲面特征创肥。

這些特點(diǎn)導(dǎo)致毛坯工件的材料去除量增大达舒、余量不均勻、易在加工后產(chǎn)生零件變形叹侄，為制造工藝帶來了巨大挑戰(zhàn)巩搏。

對(duì)此，我們對(duì)裝夾方式趾代、加工變形控制及切削路徑這三方面作出了優(yōu)化和調(diào)整贯底。

在裝夾方式方面經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，立式裝夾比臥式裝夾在工裝系統(tǒng)裝卸效率撒强、難易程度挽后、柔性上更勝一籌。同時(shí)對(duì)加工路徑具有更好的可控性鸠头，避免不必要的加工振動(dòng)镇盛。僅僅是在毛坯材料的去除上效率略低于臥式裝夾。

在加工變形控制策略上诱价，我們采用加熱成形代替冷成形卜锡，控制毛坯原始?xì)堄鄳?yīng)力，合理引入負(fù)變形涧俐。

在切削路徑優(yōu)化上歉赴，對(duì)于緣條類零件，其主要加工特征為側(cè)壁加工誓豺，徑向切削力對(duì)加工變形的影響最大刷裂，刀具和工件的徑向剛度對(duì)加工變形影響大，可采取的控制策略主要有：

1吏恃、采用分層環(huán)切的刀具路徑，可以使零件在加工過程中局部保持高剛度账何。

2代虾、合理選用加工方式。根據(jù)加工情況不同激蹲，采用逆銑方式可以避免讓刀造成的加工誤差棉磨；采用順銑方式可以避免由于刀具和工件相互靠近造成的過切。在梁緣條加工過程中学辱，粗加工過程主要混合使用兩種加工方式乘瓤，可以省去機(jī)床來回的空載時(shí)間，提高效率策泣。精加工過程衙傀，當(dāng)不影響變形時(shí)抬吟，使用順銑進(jìn)行加工，這樣可以提高表面質(zhì)量统抬。

3火本、合理選擇刀具參數(shù)。刀具圓角對(duì)切削力的分配具有重要的影響聪建，在側(cè)壁加工過程中钙畔，選用帶有一定圓角的刀具，可以使加工過程中的徑向力向軸向力轉(zhuǎn)換槽悼。

對(duì)于第三點(diǎn)中的刀具參數(shù)埂荤，我們也作出了詳細(xì)的分析。刀具材料页梁、切削方式確定后屁蕾，刀具切削部分的幾何參數(shù)就成為影響刀具性能的主要因素，對(duì)切削變形锻刹、切削力棉玻、切削溫度和刀具磨損等有著重要的影響。在銑削加工中刀具重要的幾何參數(shù)有：刀具的前角壕矿、后角坝亿、螺旋角等。

析薄壁鋁合金零件銑削加工變形控制

鋁合金材料憑借其良好的機(jī)械性能李荚，被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域灰囤。在民用航空領(lǐng)域，更是大量使用整體銑削鋁合金件鸥层，代替鈑金鉚接零件锐拟，從而提高零件的比強(qiáng)度。這些零件具有薄壁慧邮、材料去除率大调限、造型復(fù)雜、曲面多误澳、配合精度要求高等一系列特點(diǎn)耻矮。鋁合金整體銑削薄壁零件的變形控制成了民航客機(jī)零件制造的主要難點(diǎn)。因此我們針對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)鋁合金件的加工變形的原因和變形控制的方法進(jìn)行了初步的探討忆谓。

首先來分析一下零件變形的原因裆装，主要受到切削力、切削熱倡缠、夾具哨免、殘余應(yīng)力這四大方面的影響。

切削力影響中昙沦，我們對(duì)側(cè)面加工和底面加工進(jìn)行了解析琢唾。通過計(jì)算分析载荔，在加工側(cè)壁過程中采用擺角補(bǔ)償和刀具路徑補(bǔ)償可以較好減少由于讓刀變形導(dǎo)致的零件筋板尺寸厚薄變化，但在實(shí)際操作中慧耍，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜導(dǎo)致計(jì)算異常困難身辨，所以不推薦使用。因此需要考慮不同高度厚度比薄壁的加工策略了赖。當(dāng)高度厚度比值相對(duì)較大時(shí)滩扩，宜采取徑向優(yōu)先的軸向分層方法。如果比值很大笆滓，而筋板厚度又很小的時(shí)候槽顶，宜采用對(duì)稱切削的方法或者臺(tái)階切削的方法，保留基部厚度來增強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的加工剛性初肥。同時(shí)昭淋，順逆銑對(duì)側(cè)壁加工也產(chǎn)生了一定影響。根據(jù)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削進(jìn)給方向之間的關(guān)系午螺，可以分為順銑和逆銑兩種墓枝。當(dāng)銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件進(jìn)給方向相同時(shí)稱之為順銑，反之則為逆銑跷它。順銑時(shí)容且，切削厚度由大到小，切向力與零件進(jìn)給方向相同唾诺，徑向力為壓力亮隙，加工效率高，刀具磨損小垢夹，零件表面的光潔度好溢吻。逆銑時(shí)，切削厚度由小到大果元，切向力與零件進(jìn)給方向相反促王，有助于抵消絲杠間隙，徑向力為拉力而晒，會(huì)導(dǎo)致薄壁結(jié)構(gòu)被拉動(dòng)而造成尺寸偏小硼砰，在刀齒切削前，先在零件表面摩擦一段距離欣硼，造成表面光潔度差，刀具磨損嚴(yán)重恶阴。CNC機(jī)床的精密度較高诈胜，不考慮絲杠間隙問題，因此推薦使用順銑冯事。逆銑僅在粗加工或半精加工中為避免來回空刀而采用焦匈。

而對(duì)于底面加工称侣，合理安排走刀路徑及選擇合適的工裝顯得至關(guān)重要。底面加工常常采取單向銑削和來回銑削兩種走刀方式淳胆。來回銑削節(jié)省刀路赁挚，加工效率較高，但由于順逆銑變化等等原因螃方，常常在刀路與刀路之間存在著較大的差異照腐，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生臺(tái)階差。單向銑削比較容易保證表面的光潔度担灭，因此推薦粗加工時(shí)采用來回方法贿册，而在精加工的時(shí)候使用單向銑削。對(duì)于某些薄壁的腹板結(jié)構(gòu)寓综，在加工時(shí)需采用真空平臺(tái)吸附睦忘。值得注意的是在真空平臺(tái)邊緣區(qū)域易出現(xiàn)吸附力不夠的情況，加工過程中零件底面振動(dòng)或是被拉起耿堕，產(chǎn)生明顯刀紋臺(tái)階甚至尺寸偏小的情況砖啄，在邊緣區(qū)域應(yīng)當(dāng)增加抽氣槽以加大吸附力。對(duì)于某些沒有相應(yīng)真空平臺(tái)的薄壁零件味廊，在加工時(shí)可以使用填充物來補(bǔ)充強(qiáng)度蒸甜，此處需要注意的是填充物的膨脹和收縮也會(huì)導(dǎo)致零件的變形，因此若采用此類方法進(jìn)行加工的時(shí)候應(yīng)該注意時(shí)效毡们。

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