تعمل المعالجة عالية السرعة (HSC)، التي ظهرت في أواخر الثمانينات، على تقصير وقت المعالجة بشكل كبير وتحسين جودة السطح ودقة المعالجة لقطعة العمل لأنها تحسن بشكل كبير سرعة القطع وسرعة التغذية. لذلك، يمكنها تقليل إجراءات المعالجة وتبسيط عملية الإنتاج، وتعزيز تحويل نمط الإنتاج في بعض الصناعات، مما يعزز بشكل فعال تطوير تكنولوجيا الإنتاج بأكملها. تدمج المعالجة عالية السرعة بين المعلمتين المتناقضتين "الإنتاجية" و"المرونة"، بحيث يمكن لنظام الإنتاج المرن المكون من مركز المعالجة عالي السرعة أن يحل محل الخط الأوتوماتيكي الصلب التقليدي، ويعزز تحويل وضع الإنتاج في المتوسط والكبير الصناعات ذات الإنتاج الكبير مثل السيارات.
تؤدي المعالجة عالية السرعة إلى استبدال العملية، مما يبسط عملية الإنتاج. في تصنيع القوالب، يعد استخدام الطحن الصلب عالي السرعة بدلاً من EDM مثالًا نموذجيًا للغاية. يمكن معالجة قطعة العمل المتصلبة إلى منتجات نهائية عن طريق الطحن الخشن والطحن عالي السرعة تحت مشبك واحد. لقد أدى تطبيق الطحن الصلب عالي السرعة إلى خلق ظروف لتصنيع القوالب لتحقيق تكامل cad-cam-hsc. أحدثت تكنولوجيا الطحن الصلب عالية السرعة بلا شك تغييرًا كبيرًا في تكنولوجيا تصنيع القوالب.
منذ ظهور الآلات عالية السرعة لأكثر من عشر سنوات، أصبحت تكنولوجيا الآلات عالية السرعة شائعة وتطبيقها على نطاق واسع. في الإنتاج، من خلال التصنيع عالي السرعة، يتم تقصير الوقت الأساسي بشكل كبير، وتزداد نسبة الوقت الإضافي إلى الوقت الأساسي (من 7%: 93% في الماضي إلى 35%: 65% في الوقت الحاضر. بالنسبة للمعالجة من سبائك الألومنيوم، تصل هذه النسبة إلى 50%: 50%). من الوضع الفني الحالي، فإن إمكانية تقليل الوقت الأساسي بشكل أكبر من خلال المعالجة عالية السرعة ليست كبيرة.
في السنوات الأخيرة، ومن أجل تحسين كفاءة الإنتاج بشكل أكبر، يتم استخدام المزيد والمزيد من الآلات عالية الكفاءة (HPC) - مما يزيد من إزالة المواد لكل وحدة زمنية ويقلل الوقت الإضافي بشكل كبير - لتقليل الوقت الأساسي والوقت الإضافي في عملية القطع بشكل أكبر. .
الفرق بين المعالجة عالية السرعة (HSC) والمعالجة عالية الكفاءة (HPC) هو أنها لا تقتصر على زيادة سرعة القطع وسرعة التغذية، ولكنها تضع تحسين معدل إزالة المواد في المقام الأول، بهدف تقليل المعالجة بشكل أكبر التكلفة عن طريق زيادة كمية إزالة المواد لكل وحدة زمنية وتقليل وقت المعالجة (الوقت الأساسي والوقت الإضافي).
يعتمد معدل إزالة المواد (q) على كمية القطع الجانبية (AE) وكمية القطع الخلفية (AP) ومعدل التغذية (VF). بالنسبة للطحن، يعتمد معدل التغذية (VF) على معدل التغذية لكل سن (Fz)، وعدد أسنان القاطع (z) وسرعة قاطع الطحن (n).
يمكن التعبير عن كمية إزالة المواد لكل وحدة زمنية بواسطة q = AE · AP · VF / 1000 = AE · AP · FZ · Z · n / 1000 (cm3 / min).
من هذا التعبير، يمكننا أن نرى أن معدل إزالة المواد يرتبط بخمسة معلمات قطع. لذلك، يمكن أن تتضمن المعالجة الفعالة معالجة عالية السرعة، ولكن ليس من الضروري، مما يعني أنه لا توجد حدود واضحة بين المعالجة الفعالة والتصنيع عالي السرعة.
صناعة الطيران هي أول قسم يطبق التكنولوجيا الجديدة للتصنيع عالي السرعة والتصنيع عالي الكفاءة. تعتمد المكونات الحاملة مثل العوارض والإطارات وألواح الجدران الكبيرة للطائرات على أجزاء هيكلية متكاملة، وسيتم قطع 75% إلى 95% من المواد الفارغة أثناء المعالجة. بالنسبة لكمية القطع العالية بشكل خاص، فمن الأفضل بلا شك اعتماد المعالجة الفعالة. استخدمت شركة Eads (الشركة الأوروبية للدفاع الجوي والفضاء) في أوغسبورغ، ألمانيا، عملية HSC لمعالجة مكون متكامل من سبائك الألومنيوم لطائرة عسكرية في التسعينيات. والغرض الرئيسي هو تبسيط عملية الإنتاج، والحصول على جودة سطح عالية مع عدد أقل من العمليات، بدلاً من تحسين معدل إزالة المواد. تم استخدام 1990 أداة تقطيع أثناء المعالجة، واستغرقت المعالجة 54 ساعة. ومن أجل الاستفادة بشكل أكبر من إمكانات الإنتاجية، كان من الطبيعي اللجوء إلى المعالجة عالية الكفاءة لاحقًا. تم استخدام 25 أداة تقطيع، وكان وقت المعالجة 40 ساعة فقط، مما أدى إلى تقليله بأكثر من النصف.
خاصة بالنسبة للطحن، أصبح معدل إزالة المواد الذي يمكن تحقيقه بواسطة قاطع الطحن مؤشرًا مهمًا لقياس اقتصاد المعالجة لقاطع الطحن. في السنوات الأخيرة، طور العديد من الشركات المصنعة للأدوات العديد من قواطع الطحن ذات سرعة تغذية عالية. على الرغم من أن الأشكال الهيكلية لقواطع الطحن هذه مختلفة، إلا أن إحدى السمات المشتركة هي أنها تحتوي على هندسة شفرة مناسبة للتغذية عالية السرعة. من سمات هذه الهندسة أن حافة القطع لها نصف قطر قوسي كبير، مما يحد قليلاً من المسودة الخلفية (AP) لقاطع الطحن، كما أن قوة القطع الشعاعية المؤثرة على قاطع الطحن تقل بشكل كبير بسبب زاوية الانحراف الرئيسية الصغيرة ، وهو ما يفضي إلى استخدام تغذية عالية لكل سن في المعالجة.
على سبيل المثال، عند تخشين قالب النفخ للزجاجة الزجاجية 40crmnmos86، قام مصنع أدوات Franken في ألمانيا بمقارنة تأثير الطحن لقاطع الطحن بثلاث شفرات مستديرة وقاطع الطحن عالي السرعة بثلاث شفرات مقطوعة على شكل حرف S. معلمات القطع للأول هي VC = 250m / min، FZ = 0.3mm، AP = 0.75mm و AE = 18mm. يتم استخدام الهواء المضغوط البارد للتبريد أثناء المعالجة، ووقت المعالجة هو 9 دقائق. في الأخير، تم تخفيض AP إلى 0.5 ملم، في حين تمت زيادة FZ إلى 1.0 ملم. ونتيجة لذلك، كان وقت المعالجة 4 دقائق فقط. وصل توفير الوقت إلى 55%، أي أن الاستخدام بالساعة لأداة الآلة تم توفيره بنسبة 55%.
يمكن أن نرى من هنا أنه باستخدام معلمات القطع الأعلى، يمكن الحصول على معدل إزالة عالي للمواد ويمكن تقصير وقت المعالجة بشكل كبير. ومع ذلك، فإن المعالجة الفعالة لا يمكنها فقط اعتماد معلمات القطع العالية، ولكن أيضًا تنفيذ المعالجة الفعالة من خلال استراتيجيات المعالجة الأخرى التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من الوقت الإضافي. على سبيل المثال، فإن استخدام الأدوات المركبة (مثل الحفر التدريجي المركب، وأدوات الحفر والطحن الملولبة وغيرها من الأدوات المركبة للمعالجة الشاملة)، وأدوات الطحن النهائية متعددة الوظائف لطحن التغذية الدائرية وغيرها من الأدوات المتقدمة يمكن أن يقلل بشكل كبير من عدد تغييرات الأداة و تقليل الوقت الإضافي، وذلك لتحسين كفاءة الإنتاج بشكل ملحوظ.
تدمج الأداة المركبة عمليات تصنيع متعددة على الأداة، وغالبًا ما تحقق المعالجة الشاملة لأجزاء تشغيل متعددة في ضربة تشغيل واحدة. إن استخدام هذه الأداة لا يمنع تغيير الأداة فحسب، بل يساعد أيضًا على تحسين دقة المعالجة، وحفظ قياس الدقة بين العمليات، وذلك لتحسين كفاءة الإنتاج بشكل ملحوظ.
عندما يتم استخدام قاطع الطحن النهائي متعدد الوظائف لطحن الثقوب في مركز المعالجة، يمكن أيضًا تقليل عدد تغييرات الأداة. عند طحن الثقوب، فإن قاطع الطحن الدوار يقوم بحركة استيفاء حلزونية حول المحور Z، ويمكن معالجة الثقوب ذات الحجم المطلوب في ضربة عمل واحدة. على سبيل المثال، إذا تمت معالجة ثقب بقطر 285 مم، فإن قاطع الطحن بقطر 160 مم يمكنه إكمال مهمة المعالجة في ضربة عمل واحدة، مما يمكن أن يوفر 73% من وقت المعالجة وخمسة إجراءات توسيع مقارنة مع العملية التقليدية.
في السنوات الأخيرة، أدى ظهور حفر الثقب العميق عالي الكفاءة إلى تحسين كفاءة حفر الثقب العميق بشكل كبير. تم استخدام مثقاب لولبي للعجين المقلي ذو حدين تم تطويره بواسطة G hring l/D في حفرة عميقة مع نسبة قطر تجويف (l/D) تبلغ 20. ويستخدم معدلًا مرتفعًا يبلغ 10 إلى 12 مرة من التدفق الكبير التقليدي الحفر الرطب، ولا يحتاج إلى رقاقة في عملية الحفر، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة المعالجة. علاوة على ذلك، عند الحفر، يكون الإزاحة الشعاعية للقمة صغيرة بشكل خاص، مما يؤدي إلى الحصول على جودة سطح أفضل.
في الإنتاج، تم تعميم وتطبيق الآلات عالية السرعة وعمليات التصنيع عالية الكفاءة على نطاق واسع. السمة المشتركة لهاتين العمليتين هي أنهما يمكنهما تقليل وقت المعالجة بشكل كبير وتقصير عملية الإنتاج. الميزة المختلفة هي أن المعالجة عالية السرعة تعتمد سرعة قطع عالية من أجل الحصول على جودة سطح عالية وتبسيط تدفق العملية. لذلك، فإن المعالجة عالية السرعة أكثر ملاءمة للمعالجة النهائية؛ تعتمد الآلات عالية الكفاءة بشكل أساسي معلمات القطع العالية للحصول على إزالة عالية للمواد لكل وحدة زمنية، وذلك لتقصير وقت المعالجة بشكل كبير. من أجل المعالجة الفعالة للحصول على معدل إزالة عالي للمواد، فهي مناسبة للتصنيع الخام. في الإنتاج الفعلي، يمكن تطبيق عمليتي المعالجة هاتين لمعالجة قطعة العمل في نفس الوقت. على سبيل المثال، عند معالجة القالب، يمكن استخدام الآلات عالية الكفاءة للطحن الخشن (لتحقيق معدل إزالة عالي للمواد)، في حين يمكن استخدام الآلات عالية السرعة (للحصول على جودة سطح أفضل ودقة تصنيع عالية) للطحن الدقيق.
في الوقت الحاضر، يجب أن يُعزى كل من الآلات الشائعة عالية السرعة والآلات الناشئة عالية الكفاءة إلى تعزيز التطوير المستمر لتكنولوجيا الأدوات، وخاصة التطوير المستمر والمزيج الأمثل لمواد الأدوات وهندسة الشفرة والطلاء، مما يوفر الأساس للتطوير المستمر للأدوات عالية الكفاءة ذات الهياكل المختلفة. تُظهر ممارسة الإنتاج أنه من أجل تقليل وقت المعالجة بشكل كبير، وتحسين كفاءة الإنتاج وتقليل تكلفة تصنيع الأجزاء، فإن المفتاح هو اعتماد عمليات تصنيع جديدة عالية السرعة وعمليات تصنيع فعالة.