高速切削加工在中国缺乏加工链的知识

根据VDW(德国机床制造商协会)的最新数据,中国在2005年的机床消费额达87.61亿欧元,为世界最大的机床需求国。中国还从德国进口了7.92亿欧元的机床,保持着德国机床最大海外市场的地位。然而,机床在中国的使用条件与在西方国家的状况有着很大区别。

中国在机床应用方面的差距

在中国,很多机床操作者、调度员和负责生产管理的人员缺乏高速切削加工的实际技能和制造技术,导致工艺参数和铣削策略选择不正确。通常,负责生产的人缺少关于“生产效率”和“经济性”的清晰概念,尽管这些概念对于高速切削非常关键。他们选择机床和刀具常常只关注价格的高低,而忽略了它们对生产效率、质量及加工成本的影响。经常可以看到,在一台现代机床上却使用着普通的中国刀具,原因是中国刀具较便宜,而不考虑由于刀具质量差、寿命短以及后序手工工作量大等因素会导致总的制造成本上升。由于所用的工件材料与欧洲有很大不同,使得德国的机床制造商不能把加工参数直接推荐给中国用户。此外,在中国很少有院校通过承接企业的研究项目或开展某种合作帮助企业解决技术问题(如刀具或参数的优化),对企业提供有效的支持。

在中国,当加工出现问题时,机床用户往往只在机床上找原因,而不考虑所用刀具的状况,导致多数用户对机床供应商不满意,甚至影响到以后的订货。产生这一问题的根源在于对整个加工链的适用性缺乏认知。

在德国联邦政府教育和科研部(BMBF)的资助下,一个中德研究项目“高速切削加工在中国工模具行业的应用”开始实施。该项目的主要目标是促进高速切削在中国工业领域的认知、应用和推广,使中国的机床用户认识到适用加工链的重要性。

德国达姆斯塔特大学的生产管理、制造技术和机床学院(PTW)与来自Hermle、Kennametal、LMTKieninger公司的代表一起向中国的用户和决策者介绍了高速切削的优点、功效和应用范围,并以加工实例直观地说明了一个适合高速切削的通用加工链的意义。

加工实例1:用6把刀替代9把刀

该实例发生在中国南方一个有15000名员工的玩具制造厂。任务是加工一种注塑模具。该模具用冷作模具钢(40CrMnNiMo)制造,硬度35HRC,所用加工机床为Hermle公司的C800V。原来的加工方式是采用普通的浇注冷却方式,所用刀具为球头仿形铣刀,加工时间需要125分钟,为了在基面上加工一个精细型面,在铣削后还需进行电火花加工。

为了优化加工链,在PTW进行了铣削试验。为使试验结果能应用于上述用户,铣削试验在一台Hermle公司的C300U上进行。为优化适合高速切削的加工链,需要在尽可能好的加工表面质量与最少的加工时间这两个相互矛盾的目标之间找到一个最佳组合,而且保证刀具磨损正常。

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