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　　責(zé)任編輯將特別針對(duì)幾個(gè)各方面的加工考驗(yàn)給開(kāi)具體的事例，闡釋制造商

　　如何在工作中推進(jìn)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　近年來(lái)，金屬加工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其動(dòng)力來(lái)自于多個(gè)各方面。例如經(jīng)濟(jì)的全球化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇、難加工金屬材料的采用以及對(duì)環(huán)境問(wèn)題的覺(jué)悟等因素。其結(jié)果是，的終端用戶(hù)對(duì)制造商提出持續(xù)改進(jìn)的要求。金屬加工業(yè)的總趨勢(shì)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展更多先進(jìn)的加工工藝。雖然產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上具有劃時(shí)代意義的創(chuàng)造發(fā)明多數(shù)來(lái)自專(zhuān)門(mén)的科研機(jī)構(gòu)，但是直接面對(duì)具體加工考驗(yàn)的是廣大的制造商。因?yàn)橹圃焐烫幵陂_(kāi)發(fā)新型金屬材料、結(jié)構(gòu)和加工方法的第一線(xiàn)。

　　新金屬材料的加工考驗(yàn)

粉末狀金屬零件是一類(lèi)經(jīng)濟(jì)型的代替方案。采用粉末狀金屬技術(shù)制成的零件具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。粉末狀金屬技術(shù)使得被加工的復(fù)雜零件接近最終的尺寸和輪廓，從而明顯提高加工工作效率。通常所須要的只是一次精加工。另外，粉末狀金屬技術(shù)在零件內(nèi)特意留出殘余孔隙度，這對(duì)自潤(rùn)滑、減輕重量和消聲等優(yōu)點(diǎn)十分有利。某些復(fù)雜零件極難或無(wú)法采用現(xiàn)代鑄造工藝制造，能很容易地采用粉末狀金屬技術(shù)進(jìn)行制造。總之，粉末狀金屬技術(shù)提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)的零件制造方法。那么，加工粉末狀金屬面對(duì)的考驗(yàn)是什么？

粉末狀金屬金屬材料的加工難度經(jīng)常被低估。由于粉末狀金屬金屬材料往往是在一類(lèi)軟的、有時(shí)為多孔結(jié)構(gòu)中含有硬微粒，加工人員經(jīng)常被金屬材料延展性值所誤導(dǎo)。微粒延展性高達(dá)HRC70，而宏觀經(jīng)濟(jì)延展性低到HRC10。硬微粒和科紫麻會(huì)引致研磨刃的微觀煩躁。的研磨刃在切入填裝時(shí)猶如是在微粒和微粒間以及孔和孔間穿行。反復(fù)的小沖擊引致研磨刃上造成小裂縫。這些煩躁裂縫愈來(lái)愈大，最終引致研磨刃微崩。此種微崩十分細(xì)微，以致于看上去就像正常的破損。微粒延展性和宏觀經(jīng)濟(jì)延展性間的常見(jiàn)偏差意味著加工粉末狀金屬零件通就像是在加工一個(gè)砂輪。

　　通過(guò)匹配圓角、寬度和研磨刃研磨，我們已經(jīng)強(qiáng)化了研磨刃，并因此提高了采用壽命，明顯改善表面粗糙度和加工公差，使客戶(hù)獲得更高的勞動(dòng)制造率和可靠性。此種研磨刃設(shè)計(jì)對(duì)難加工的粉末狀金屬金屬材料尤其適用于。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋上的閥座是一個(gè)典型的粉末狀金屬零件，閥座孔的精加工用PCBN加工的采用壽命是5000件，而用軟質(zhì)合金加工的采用壽命為300件，二者的采用壽命相差十幾倍。PCBN等超硬金屬材料代替軟質(zhì)合金已經(jīng)在愈來(lái)愈多的應(yīng)用場(chǎng)合成為一類(lèi)趨勢(shì)。

　　難加工金屬材料斷屑的考驗(yàn)

　　鈦合金是眾人皆知的不良導(dǎo)熱體，也就是說(shuō)高溫保持在研磨點(diǎn)上，引致能造成焊接、粘結(jié)和擴(kuò)散等合金化傾向，研磨刃會(huì)很快被損毀。鈦合金的研磨優(yōu)點(diǎn)是造成一類(lèi)薄的高速墊圈，它極難被弄斷成能掌控的碎屑。通常，此種墊圈將使現(xiàn)代的加熱數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)偏移，引致研磨點(diǎn)缺乏機(jī)油，并損毀零件。采用大珠點(diǎn)角且研磨刃鋒利的現(xiàn)代可以使這些影響最小化，但是生成的長(zhǎng)墊圈極難掌控。

　　為響應(yīng)航空工業(yè)對(duì)明顯改善鈦合金研磨性能的需求，山高開(kāi)發(fā)了Jetstream。在解決把機(jī)油精確地傳送到研磨區(qū)這個(gè)老大難問(wèn)題上，它是一類(lèi)革命性的新方案。

Jetstream的工作原理是把集中的機(jī)油高壓激波以高速直達(dá)接近研磨刃的最佳位置。此種機(jī)油的激波把墊圈抬走前刀面，明顯改善墊圈掌控和采用壽命，并能提高所應(yīng)用的研磨參數(shù)，而且不僅僅適用于于航空金屬材料。Jetstream已經(jīng)被證明對(duì)幾乎所有的金屬材料組有效，而且機(jī)油壓力的選擇范圍寬。

　　從研磨區(qū)高效地散熱器是影響性能的最重要的因素之一。采用機(jī)油來(lái)散熱器的好處是清晰明了，直到現(xiàn)在機(jī)油還簡(jiǎn)單地被用在沖洗該區(qū)域。要讓機(jī)油能真正地有效，它應(yīng)該能把熱能從研磨區(qū)迅速取走，而定向的機(jī)油流將機(jī)油精確地送到須要的地方就會(huì)有效得多。

為了使小刀有效地工作，鉆孔和小刀二者都須要達(dá)到某一溫度水平。熱能太多的話(huà)，采用壽命將延長(zhǎng)；熱能不足的話(huà)，墊圈將無(wú)法正常形成。當(dāng)墊圈形成時(shí)，它所含的熱能須要被取走。無(wú)法迅速取走熱能引致一類(lèi)延展性好的墊圈，柔性好且無(wú)法弄斷，而其自身的不斷卷曲使工頭操作起來(lái)十分不便。

　　Jetstream對(duì)從研磨區(qū)取走熱能十分有效，使墊圈迅速加熱，墊圈的通氣使其變脆。由此得到的墊圈易于弄斷并能從研磨區(qū)去除。

　　憑借Jetstream，山高清楚了直接將機(jī)油數(shù)據(jù)傳輸?shù)?鉆孔接觸面這一理念的重要性。它用最小量的機(jī)油，提供有效的加熱，也使墊圈脆到足以更容易地弄斷，從而允許提高研磨速度并延長(zhǎng)采用壽命（歸因于減少加工通氣和溝槽破損）。更不用說(shuō)消除了停機(jī)時(shí)間和與膠體的長(zhǎng)墊圈相關(guān)的零件損毀。

在山高的試驗(yàn)中，普通以40m/min的研磨速度、0.25mm/rev的進(jìn)給量和2mm的研磨深度來(lái)制造Ti6Al4V零件，加工鼓點(diǎn)為5min。而采用Jetstream，可以把研磨速度提高到80m/min，并將加工鼓點(diǎn)延長(zhǎng)到3min，勞動(dòng)制造率提高了40%。

　　加工工作效率的考驗(yàn)

　　時(shí)代在變，日益增長(zhǎng)的工作效率競(jìng)爭(zhēng)要求有愈來(lái)愈高效的加工方法。高進(jìn)給銑削是保持公司處于領(lǐng)先地位的關(guān)鍵。

　　高進(jìn)給銑削實(shí)際上是一個(gè)為高金屬研磨率開(kāi)發(fā)的粗加工方法，用以提高生率和節(jié)約加工時(shí)間。把較淺的研磨深度（不超過(guò)2mm）和大的研磨圓弧半徑或者小的主偏角相結(jié)合，將研磨力的方向朝著軸向的機(jī)床主軸。

此種銑削方法能夠取得比現(xiàn)代方法快3倍的加工速度。它并沒(méi)有在研磨時(shí)采用更大的切深（將縮短采用壽命），而是從反方向進(jìn)行。它把淺的研磨深度和高的每齒進(jìn)給量成對(duì)采用，保護(hù)了。并且獲得比普通加工更高的金屬切除率。

　　此種方法具有很多優(yōu)勢(shì)。例如，研磨力在軸線(xiàn)方向上指向機(jī)床主軸；減少振動(dòng)并進(jìn)而延長(zhǎng)采用壽命；高進(jìn)給銑削（HFM）方法利用較小的主偏角；使徑向研磨力最小化而軸向研磨力最大化；減少振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)并獲得穩(wěn)定的加工；當(dāng)處于大懸伸加工時(shí)，這個(gè)方法甚至又能提高研磨參數(shù)。

采用較小的切深和更快的每齒進(jìn)給量進(jìn)行加工，每分鐘可以去除超過(guò)1000cm3的鉆孔金屬材料。事實(shí)上，有時(shí)進(jìn)給速度可以提高到常規(guī)值的10倍。而且即使它是一類(lèi)粗加工方法，仍能獲得接近成品的外形。這使用戶(hù)能跳過(guò)半精加工并直接進(jìn)行最終的精加工。給每臺(tái)機(jī)床制造更多零件的可能性。

　　HFM方法對(duì)型腔銑削十分有效，尤其是模具加工。除了型腔銑削，它還可用于平面銑削、螺旋插補(bǔ)銑削和插銑等加工方法。HFM方法已經(jīng)被更多的機(jī)加工領(lǐng)域所采用，制造商還在提高加工經(jīng)濟(jì)性各方面進(jìn)行探索。除了最常見(jiàn)的三角形小刀，有4個(gè)研磨刃的方小刀也已用于高進(jìn)給銑刀。

　　加工經(jīng)濟(jì)性的考驗(yàn)

　　方肩銑削在銑削加工領(lǐng)域占有很大份額。無(wú)論加工中遇到怎樣的困難，用戶(hù)都希望獲得一類(lèi)既能提高勞動(dòng)制造率又能降低單件成本的經(jīng)濟(jì)的解決方案。多研磨刃已經(jīng)存在，但是用戶(hù)還在尋求能夠提供最低每刃成本的。

方肩銑削的經(jīng)濟(jì)性還體現(xiàn)在以下各方面。用戶(hù)希望第一次就實(shí)現(xiàn)真正的90°直壁，不必動(dòng)用費(fèi)錢(qián)耗時(shí)的另一個(gè)銑削加工。有些多刃噪聲很大，振動(dòng)劇烈，因此其表面粗糙度的效果不甚理想。須要低噪聲、低振動(dòng)的銑削，而且必須采用較小的公差小刀（周邊磨削）和小刀座?？蛻?hù)須要高精度的來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳質(zhì)量的表面粗糙度。減少不同的庫(kù)存量有助于提高利潤(rùn)?？蛻?hù)須要可用于多種不同加工（包括平面銑削）的方肩銑刀。事實(shí)上，客戶(hù)希望得到一類(lèi)用于普通加工的可靠、經(jīng)濟(jì)高效、首選的解決方案。

山高公司的Square-6產(chǎn)品是一款采用三角形小刀的獨(dú)特方肩銑刀。每個(gè)小刀有2個(gè)研磨刃的Turbo旋風(fēng)銑刀是一款最常見(jiàn)的方肩銑刀，它研磨輕快，加工工作效率高。美中不足的是小刀的有效研磨刃數(shù)量少，在談及經(jīng)濟(jì)性時(shí)缺乏優(yōu)勢(shì)。Square-6有6個(gè)研磨刃，因此每個(gè)研磨刃的成本低，十分經(jīng)濟(jì)。小刀座的軸向前角為負(fù)，但是小刀上的正角研磨刃能保證研磨前角為正，因此可以確保高性能。Square-6具備3種不同小刀幾何角度和3種不同的齒距，這使其能在廣泛的金屬材料、加工和工況下都能提供同樣的高性能。90°的主偏角確保只需一次加工就能得到真正的90°方肩，從而節(jié)約制造時(shí)間。帶涂層的刀體具有更長(zhǎng)的采用壽命。預(yù)硬的刀體和周邊精磨的小刀具有更好的精度，可靠性更高，也能夠提高所加工零件的精確度和公差。

三角形的方肩銑刀小刀有6個(gè)研磨刃，增加了刀體的制造難度。常見(jiàn)的Turbo旋風(fēng)銑小刀和方小刀都是單面小刀，分別由2個(gè)和4個(gè)研磨刃。而Square-6的小刀是雙面的，對(duì)刀桿上小刀座的設(shè)計(jì)、制造提出更高的要求。但隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，其加工也不成為一個(gè)難題。所以，隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，類(lèi)似于Square-6此種注重經(jīng)濟(jì)性的產(chǎn)品將會(huì)不斷出現(xiàn)。

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