高速加工技術產生于近代動態多變的全球化市場經濟環境。自20世紀80年代,高速加工技術基于金屬(非金屬)傳統切削加工技術、自動控制技術、信息技術和現代管理技術,逐步發展成為綜合性系統工程技術。現已廣泛實用于生產工藝流程型制造企業,如現代轎車、汽車的生產線等。隨著個性化產品的社會需求增加,其生產條件為多品種、單件小批制造加工,高速加工技術必將在生產工藝離散型或混和型企業中,如模具、能源設備、船舶、航天航空等制造企業中得到進一步應用和發展。
高速切削是指刀具切削刃相對與零件表面的切削運動(或移動)速度超過普通切削5~10倍,主要體現在刀具快進、工進(CMM在線檢測)及快退3個環節上。對于整條生產自動線而言,高速加工技術表征是以較簡潔的工藝流程,較短、較快的生產節拍在生產線上進行生產加工。這就要突破機械加工傳統觀念,在確保產品質量的前提下,改革原有加工工藝方式:采用一工位多工序、一刀多刃(復合刀具),采用復合加工,以車、鉸、銑削替代磨削,以拉削、擠、滾壓替代車、插、銑削,盡可能地縮短整條生產線的工藝流程。對于某一產品而言,高速加工技術也意味著企業要以較短的生產周期,完成研發產品的各類信息采集與處理、設計開發、加工制造、市場營銷及信息反饋。
高速專用數控機床:關鍵零件的多數加工工藝突破了傳統機加工理念,其高速專用數控機床也突破了傳統結構設計形式。概括地講,其機床結構設計是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導,以滿足整條生產線各加工工位、加工工序生產節拍均衡及穩定的質量與精度要求。在一次往復走刀過程中,高速加工發動機、曲軸各種零部件是按構思設計和制造的。對機床數控系統、質量與精度、零部件的材料性能等各項技術參數,是以各加工工位、工序的具體技術要求,分解成各個單一的技術指標,因而機床結構相對簡潔、數控系統穩定可靠,其加工技藝數據庫固化在數控系統中。
縱觀CMT量化生產線機械制造工藝技術,其刀具切削與進給速度未達到某些理論中的高速切削概念指標,但其生產效率是屬于高速加工的范疇。在生產實踐中,這種相對低速切削更高效的加工技術,通過了市場競爭環境的嚴格考核。
目前與國外的差距由于種種原因,一些高速加工技術基礎共性技術研究沒有優化、集成和推廣應用。國內企業大都從外國引進高速加工技術,當然也存在一些差距。
零件毛坯制造技術:零件毛坯材料的選擇、成形工藝技術的優化,直接影響到后序機制工藝過程、生產節拍快慢和產品質量、成本,是產品全生命周期的起點。國內少有科技人員下功夫去潛心系統研究,國外的快速成形工藝技術還未真正實用于企業生產流程中。更少有人從綠色制造、環保角度研討零件毛坯制造系統技術的變革與發展。
高速刀具技術:差距主要表現在高性能刀具材料的研發(含表面涂層材料)、刀具制造工藝技術、刀具安全技術及刀具使用技術等領域。
高速機床技術:在市場經濟引進技術設備的帶動下,我國高速機床技術有了長足進步,差距在于機床關鍵功能部件的研發上,落后于市場需求。如轉速20,000r/min以上的大功率高剛度主軸、無刷環形扭矩電機、直線電機、快速響應數控系統等在實用上處于空白;多功能復合機床設計、制造網絡、通訊網絡技術的應用,還處于初級階段。
生產技藝數據庫:國內制造企業(尤其是國營企業)普遍未重視建立自身企業(行業)生產技藝系統數據庫,其中包含制造工藝流程及相關的技藝(Know How)、金屬(非金屬)切削數據庫、專家機制知識庫、企業內外有效資源數據庫等。另外,高速切削機理的基礎共性技術研究也處于初級階段。