高速加工技術產生于近代動態(tài)多變的全球化市場經濟環(huán)境。自20世紀80年代，高速加工技術基于金屬（非金屬）傳統(tǒng)切削加工技術、自動控制技術、信息技術和現(xiàn)代管理技術，逐步發(fā)展成為綜合性系統(tǒng)工程技術�，F(xiàn)已廣泛實用于生產工藝流程型制造企業(yè)，如現(xiàn)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(yè)中，如模具、能源設備、船舶、航天航空等制造企業(yè)中得到進一步應用和發(fā)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(xiàn)在刀具快進、工進（CMM在線檢測）及快退3個環(huán)節(jié)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(jié)拍在生產線上進行生產加工。這就要突破機械加工傳統(tǒng)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(yè)要以較短的生產周期，完成研發(fā)產品的各類信息采集與處理、設計開發(fā)、加工制造、市場營銷及信息反饋。

　　數(shù)控汽車零部件自動生產線中的高速加工技術

　　2000年以來，天津勤美達工業(yè)有限公司（CMT）引進了多條較先進的數(shù)控零部件加工生產自動線，使CMT加工制造得到發(fā)展。其中較典型的是來自韓國的DAWOO自動生產線，其處于國際20世紀90年代中期水平。其中應用了較多實用的高速加工技術。從中可部分了解到世界高速加工技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。本文重點介紹加工生產線CYCLE TIME(生產節(jié)拍)的概況。

　　引進的數(shù)控汽車零部件自動生產線概述：由CMT汽車剎車支架和排氣管高速加工生產線組成。同步引進北美汽車公司并行工程管理模式與管理技術，經營各條自動線生產運行，年加工能力3000pcs，制造節(jié)拍1.5～3分鐘/ 件。 生產線部分采用復合高速切削加工技術，其機械加工工藝流程反映了當代加工制造業(yè)中最先進的技術水平。

　　具體的情況包括零件毛坯狀況：關鍵零件毛坯均為CMT自行DISA線精密鑄造成型的高強度鑄鐵成形工藝。其高速加工技術要求在批產工藝過程中，材料可加工性能良好、穩(wěn)定，零件毛坯切削余量控制在（1.2～4）mm±0.3 mm以內。

　　生產線高速切削刀具、機床及加工工藝：其典型技術特點包括，刀具材料的選用，以超硬刀具材料為主。采用CBN、PCD、SiN陶瓷，Ti基陶瓷，TiCN涂層刀具材料加工高強度鑄鐵件，銑削速度達2200m/min；采用PCD、超細硬質合金刀具加工高Si-mo鑄造件，銑削速度也達2200m/min，鉆、鉸削速度達80～240m/min；采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂層刀具加工鋼零件，車削速度達200m/min；采用高Co粉末冶金表面涂覆TiCN 的高速鋼整體拉刀，以及硬質合金機夾組合專用拉刀，加工各種鋼件、鑄鐵件，拉削速度10～25m/min。

　　量化線刀具典型結構與加工工藝。零件孔加工刀具采用多刃復合式（刀刃機夾、鑲焊組合）結構，以鉸、擠削替代磨削，在一次性走刀過程中完成孔的精加工，轉速達3000rpm，走刀速度達1.5～3 m/min,精度可達5～7級，粗糙度Ra0.7μm（槍鉆轉速3000rpm， Ra2μm）；零件平面銑削刀具多采用密齒、過定位、重復夾緊結構，徑、軸向雙向可調的高速密齒面銑刀。采用機床主軸內置式U軸、一次走刀完成其球面成形銑削加工；一次走刀銑鉸削完成外圓、端面粗加工，替代單刃車削加工工藝。上述專用高速、高效刀具結構不勝枚舉，與相應專用數(shù)控機床組合成的加工工位，生產節(jié)拍為20～40秒。零部件的精度與質量的60%～80% 決定于這些專用刀具及數(shù)控機床的精度和質量 。

　　高速專用數(shù)控機床：關鍵零件的多數(shù)加工工藝突破了傳統(tǒng)機加工理念，其高速專用數(shù)控機床也突破了傳統(tǒng)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(jié)拍均衡及穩(wěn)定的質量與精度要求。在一次往復走刀過程中，高速加工發(fā)動機、曲軸各種零部件是按構思設計和制造的。對機床數(shù)控系統(tǒng)、質量與精度、零部件的材料性能等各項技術參數(shù)，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(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，其加工技藝數(shù)據(jù)庫固化在數(shù)控系統(tǒng)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(huán)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(yōu)化、集成和推廣應用。國內企業(yè)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(yōu)化，直接影響到后序機制工藝過程、生產節(jié)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(tǒng)研究，國外的快速成形工藝技術還未真正實用于企業(yè)生產流程中。更少有人從綠色制造、環(huán)保角度研討零件毛坯制造系統(tǒng)技術的變革與發(fā)展。

　　高速刀具技術：差距主要表現(xiàn)在高性能刀具材料的研發(fā)（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(fā)上，落后于市場需求。如轉速20000 rpm以上的大功率高剛度主軸、無刷環(huán)形扭矩電機、直線電機、快速響應數(shù)控系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫：國內制造企業(yè)（尤其是國營企業(yè)）普遍未重視建立自身企業(yè)（行業(yè)）生產技藝系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫、專家機制知識庫、企業(yè)內外有效資源數(shù)據(jù)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。

　　機加工高速技術的發(fā)展趨勢

　　機床（設備）技術的發(fā)展，就是滿足零件精度（質量）、生產率、生產成本、刀具（工具）軌跡等技術要求的過程。機制科技領域里，零件（產品）、工具（刀具）與機床三者技術連體。因此在研討高速加工技術時，要三位一體地系統(tǒng)分析、考察；在當今信息時代，研討高速加工技術，必然要涉及到信息技術、自動化技術、經營管理技術及系統(tǒng)工程技術。我們要應用高速加工技術，必備上述信息時代4個科技領域的科普基礎知識。

　　本世紀在全球一體化制造環(huán)境里，高速加工系統(tǒng)工程技術必然在各類制造企業(yè)中得到更廣泛應用。其中包括刀具技術：在制造業(yè)中將普遍應用高速（超高速）干式切削技術；超硬刀具材料的應用、復合（組合）式各類高速切削刀具（工具）的結構設計與制造技術，將成為刀具（工具）品種發(fā)展的主導技術。陶瓷及Ti基陶瓷領域發(fā)展更快、應用更加廣泛。

　　機床技術：隨著數(shù)控系統(tǒng)、關鍵功能部件、網絡通訊技術的進步與完善，企業(yè)將促使多軸聯(lián)動、多面高速加工中心，銑、車功能為一體的復合加工中心技術達到實用化；相應出現(xiàn)各類數(shù)控專用高效率加工機床；將更加廣泛應用激光技術于機械成形加工、切割加工領域；機床數(shù)控系統(tǒng)的功能將可實施網絡化通訊與生產，進一步提升數(shù)控機床的利用率。

　　量化自動生產線：將以各類高速加工中心組成，大力發(fā)展柔性、敏捷制造工程技術。

　　測量技術：隨著高速加工系統(tǒng)工程技術廣泛應用，數(shù)字化CCD、激光圖形處理測量技術和隨機在線高速測量技術將廣泛應用于柔性數(shù)控生產線及數(shù)控專用高效率加工機床上。

　　網絡技術（DNC）控制：大力發(fā)展DNC寬帶網及網絡安全技術。