摘要：高速加工是當(dāng)前機(jī)械工業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)方面研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一在軍工、模具發(fā)動(dòng)機(jī)等方面有良好的應(yīng)用前景。在高速加工時(shí)，機(jī)床進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般數(shù)控銑床加工需要3h，在普通銑床加工需要8h。高速加工運(yùn)用在數(shù)控銑技能大賽中，能有效的減少加工時(shí)間。作者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，將告訴加工工藝制訂策略在數(shù)控銑技能大賽中的運(yùn)用供大家一起探討和研究。

關(guān)鍵詞：高速加工;技能大賽;工藝策略中圖分類(lèi)號(hào)：G718文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2014）18-0284-01全國(guó)職業(yè)學(xué)校技能大賽已連續(xù)舉辦多年了，多年來(lái)技能大賽競(jìng)賽項(xiàng)目越來(lái)越廣，參賽學(xué)生越來(lái)越多，對(duì)中職學(xué)校教學(xué)改革的影響越來(lái)越深入，已形成"普通教育有高考，職業(yè)教育有技能大賽"的可喜局面。技能大賽制度的建立，按照"多元整合、政府統(tǒng)籌、企業(yè)支持，學(xué)校參加"的運(yùn)行原則，通過(guò)校、縣、市、省、國(guó)家層層比賽，大賽已成為提高和評(píng)價(jià)職業(yè)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量，展示職業(yè)教育辦學(xué)成果的重要形式，對(duì)職業(yè)學(xué)校的教學(xué)起到鮮明的導(dǎo)向作用。以數(shù)控銑技能競(jìng)賽項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，誰(shuí)能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)加工出合格的零件，誰(shuí)就能取得好的成績(jī)，如何提高加工效率一直是該項(xiàng)目指導(dǎo)教師研究和探討的問(wèn)題。隨著科技的發(fā)展，實(shí)踐證明高速切削技術(shù)可以為我們提供高效率的加工速度。

高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。在常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問(wèn)題，通過(guò)高速切削加工的應(yīng)用得到了解決。其切削速度、進(jìn)給速度相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工，以級(jí)數(shù)級(jí)提高，切削機(jī)理也發(fā)生了根本的變化。與傳統(tǒng)切削加工相比，高速切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍，其單位功率的金屬切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動(dòng)幾乎消失。隨著切削速度的提高，單位時(shí)間毛坯材料的去除率增加，切削時(shí)間減少，加工效率提高，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，高速切削加工的小量快進(jìn)使切削力減少，切屑的高速排除，減少了工件的切削力和熱應(yīng)力變形，提高了剛性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，而工件的表面粗糙度對(duì)低階頻率最為敏感，由此降低了表面粗糙度。

通過(guò)高速切削加工技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用，高速切削加工技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：

(1)高速切削加工提高了加工速度：高速切削加工以高于常規(guī)切削10倍左右的切削速度對(duì)零件進(jìn)行高速切削加工。

(2)高速切削加工生產(chǎn)效率高：用高速加工中心或高速銑床加工模具，可以在工件一次裝夾中完成型面的粗、精加工和其他部位的機(jī)械加工，即所謂"一次過(guò)"技術(shù)(One Pass Machining)。高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用大大提高了加工速度。

(3)高速切削加工可獲得高質(zhì)量的加工表面：由于采取了極小的步距和切深，高速切削加工可獲得很高的表面質(zhì)量。

既然高速加工能帶給我們帶來(lái)如此多的好處，在使用高速加工對(duì)零件加工時(shí)我們應(yīng)該如何對(duì)工藝進(jìn)行定制？工藝制訂策略有哪些？

在粗加工中，模具粗加工的主要目標(biāo)是追求單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率，并為半精加工準(zhǔn)備工件的幾何輪廓。同時(shí)可通過(guò)軟件等措施保持切削條件恒定，從而獲得良好的加工質(zhì)量（例如，切削層面積和材料去除率，使切削載荷與刀具磨損速率保持均衡，以保證刀具壽命和加工質(zhì)量）。在半精加工中，主要目的是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。如局部銑削工序的剩余加工余量取值與粗加工相等，該工序只用一把小直徑銑刀來(lái)清除粗加工未切到的角落，然后再進(jìn)行半精加工；如果取局部銑削工序的剩余加工余量值作為半精加工的剩余加工余量，則該工序不僅可清除粗加工未切到的角落，還可完成半精加工。最后是精加工，減少抬刀、下刀的次數(shù)，保證零件達(dá)到合格。

策略一、工藝策劃者應(yīng)在自動(dòng)換刀系統(tǒng)中規(guī)劃好自己的刀具。加工余量的清除一般宜用不通系列的刀具分別進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工的分段處理，不應(yīng)企圖用一把刀具一次完成加工。

策略二、采用工序集中的原則和合理工件裝夾位置和方式，力求一次裝夾定位完成工件的全部加工。

策略三、高速銑削加工中盡量采用順銑削，因?yàn)轫樸姇r(shí)刀具切入工件的切屑厚度是由最厚而后逐漸變薄，刀刃受力狀態(tài)好，產(chǎn)生的熱量比逆銑時(shí)少，有利于延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

策略四、要保持金屬去除率恒定，在此條件下，宜用高切速、小切深（背切深度不宜大于0.2mm）進(jìn)行加工，以保證切削載荷的恒定，獲得較好的切削熱轉(zhuǎn)移和加工質(zhì)量。

策略五、要盡可能不中斷切削過(guò)程和刀具路徑；減少刀具切入切出工件的次數(shù)；盡量避免刀具的急劇轉(zhuǎn)向；在進(jìn)退刀和從一個(gè)切削層進(jìn)入另一個(gè)切削層時(shí)，應(yīng)采用螺旋線、圓弧或斜線進(jìn)出工件，以獲得相對(duì)平穩(wěn)的切削過(guò)程。

策略六、加工凹凸角時(shí)應(yīng)采用圓弧速度補(bǔ)償選項(xiàng)，調(diào)節(jié)刀具在拐角處的進(jìn)給速度，但刀刃的切削速度仍保持恒定，以獲得光滑的表面。

策略七、在生成加工程序前應(yīng)對(duì)刀具路徑進(jìn)行優(yōu)化，合并或取消那些零碎的、短的刀位軌跡，合理安排切削區(qū)域的加工順序，減少進(jìn)退刀次數(shù)和空刀移動(dòng)的距離等，在保證加工精度要求的前提下，盡量減少程序段數(shù)。

通中等職業(yè)學(xué)校開(kāi)展技能競(jìng)賽具有重要且特殊的意義，特別是大賽的主題內(nèi)容不僅符合國(guó)家技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，還要體現(xiàn)企業(yè)、行業(yè)一線現(xiàn)代生產(chǎn)工藝，同時(shí)還要體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)文化、文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)的規(guī)范要求，大賽不僅使參賽選手親身感受現(xiàn)代生產(chǎn)工藝，還采用賽程直播（直播視頻技術(shù)）、制作光盤(pán)等形式對(duì)外公開(kāi)直播比賽過(guò)程，讓其他教師和學(xué)生了解觀看賽場(chǎng)整體情況、比賽過(guò)程和參賽選手的具體表現(xiàn)，從而使大賽達(dá)到了以賽促學(xué)、以賽促教的目的，提高了職教師生對(duì)大賽訓(xùn)練和研究的積極性。大賽的工藝要求不僅要使學(xué)生掌握操作的基本技能、職業(yè)技能，更是有較高的拓展技能，這些綜合技能是傳統(tǒng)學(xué)科型教學(xué)模式無(wú)法培養(yǎng)的，將課程體系由"知識(shí)體系"轉(zhuǎn)變?yōu)?工作體系"，構(gòu)建任務(wù)引領(lǐng)的教學(xué)模式才能適應(yīng)大賽的人才選拔模式。

結(jié)束語(yǔ)：高速加工可以提高零件的加工速度，但數(shù)控技能大賽競(jìng)爭(zhēng)激烈，數(shù)銑技能大賽培訓(xùn)教師如何在進(jìn)行對(duì)學(xué)生的賽前培訓(xùn)時(shí)，還須有效的結(jié)合理論在實(shí)際加工中不斷訓(xùn)練。

作者簡(jiǎn)介:

謝秀連(1982.10-)女，現(xiàn)任廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)學(xué)校機(jī)械系教師，助理講師。