高速加工技术

高速加工技术 机101 1010013006 黄赛群 【摘要】高速切削加工现己成为当代先进制造技术的重要组成部分。高速加工所带来的高效率和高精度，正满足制造业不断发展的需要。高速切削技术具有生产效率高、加工精度高和加工成本低等优点，在航空航天、汽车、模具等制造领域具有广阔的应用前景。相对于非金属材料和有色金属来说，黑色金属及一些难加工材料尚不能很好地利用高速切削技术。因此，如何快速将高速切削技术应用到黑色金属及难加工材料的加工上来成为亟待解决的技术难 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。由于高速切削具有切削效率高，加工质量高，能直接加工淬硬钢件，良好的经济性等特点，高速切削技术己成为当今先进制造技术的一个重要发展方向。随着高速切削技术的发展，为更好的解决加工淬硬钢材料问题提供了有效的途径。 【关键词】高速加工;高速切削;切削力;切削 一(高速加工与其特点 高速加工(High Speed Machining,HSM 或 High Speed Cutting,HSC)是一个相对概念，到目前为止世界各国对高速加工的速度范围尚未作出明确的定义， 5~10 倍以上的加工方法称为高速加工。通常把切削速度、进给速度比常规值高 不同的材料高速加工速度的范围也不同。常用材料铝合金为 1000~7000m/min，铜为 900~5000m/min，钢为 500~2000m/min，灰铸铁为 800~3000m/min，钛合金为100~1000m/min，镍基合金为 50~500m/min。不同的加工方式，高速加工速度范围也不同:车削 700~7000m/min，铣削200~7000m/min，钻削 100~1000m/min，铰削 20~500m/min，拉削 30~75m/min，磨削 5000~10000m/min。与之相对应的进给速度一般为 2~25m/min，高的可达60~80m/min。高速加工还在进一步发展中，预计铣削加工铝的切削速度可达到10000m/min，加工铸铁可达到 5000m/min，加工普通钢也将达到 2500m/min;钻削加工铝切削转速可达到 【2】30000r/min，加工铸铁达到 20000r/min，加工普通钢达到 10000r/min。 近年来，由于高速切削加工和常规切削加工相比，在提高生产率、减少热变形和切削力以及实现高精度、高质量零件加工方面具有显著的优越性，因此，高【1】速切削加工越来越引起人们的关注。 1.材料切除率高高速加工比常规加工单位时间材料切除率可提高 3~6 倍，因而零件加工时间通常可缩减到原来的 1/3，从而提高了生产率和设备利用率。 2.切削力低和常规切削加工相比，高速切削力至少降低 30%，尤其是径向切削力的大幅度减少，这对于加工刚性较差的零件(如细长轴，薄壁件等)来说，可减少加工变形，提高零件加工精度。同时，按高速切削单位功率比，材料切除率可提高 40%以上，有利于延长刀具使用寿命，通常刀具耐用度可提高约 70%。 3.减少热变形高速切削加工过程，95%以上的切削过程所生产的热量将被切屑带离工件，工件积聚热量减少，零件不会由于温升导致翘曲或膨胀变形。因此，高速加工特别适合于加工容易发生变形的零件。 4.加工效率高高速切削加工允许使用较高进给率，比常规切削加工提高 5~10 倍，可大大提高加工效率，缩短生产周期。 5.实现高精度加工应用高主轴转速、高进给速度的高速切削加工，其激振频率特别高，已远远超出“机床—刀具—工件”工艺系统的固有频率范围，使加工过程平稳、振动较小，可实现高精度、低粗糙度加工。高速切削加工获得的工件 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质量几乎可与磨削加工相比，残留在工件表面上的应力也很小，故高速切削加工可直接作为最后一道精加工工序。 6.增加机床结构稳定性高速切削加工由于温升及单位切削力较小，增加了机床结构的稳定性，有利于提高加工精度和表面质量。 7.良好的技术经济效益采用高速切削加工将能取得较好的技术经济效益，如缩短加工时间，提高生产率;加工刚性差的零件;提高了刀具耐用度和机床利用率;零件加工精度高，表面质量好，工件热变形小;刀具成本低，节省了换刀辅助时间及刀具刃磨费用等等。 二( 高速加工的关键技术 高速加工技术是在机床结构及材料、机床 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能 CNC 控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等相关的硬件与软件技术的基础之上综合而成的。因此，高速加工是一个复杂的系统 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 ，由机床、刀具、工件、加工工艺、切削过程监控及切削机理等方面形成了高【6】速加工的研究体系。 三(高速切削 高速切削较常规切削在速度上有很大的提高，切削机理同常规切削也有较大 高速的不同，这就决定了高速切削具有许多自身的特点，主要表现在以下几点:【2】切削淬硬钢切屑形成过程及温度场有限元模拟研究 (l)促进生产效率的提高高速切削允许使用较大的进给量，其进给速度可提高5一10倍，单位时间材料切除率可以提高3一6倍，甚至更高，适用于材料切除率要求大的场合，提高了加工效率，缩短了加工时间。在航空航天、汽车和模具制造等领域，高速切削技术已成为加工整体构件最理性的制造技术。 (2)有效降低切削力同常规切削加工相比，高速切削时切削力至少可以降低30%，尤其使主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减小，这对于加工刚性较差的零件来说可减少加工变形，使一些薄壁类高精度零件的切削加工得以实现。 (3)减小工件的热变形高速切削时，%%以上的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，工件温升不会超过3%，基本保持冷态，零件不会由于温度升高而导致翘曲或膨胀变形，特别适合加工易产生热变形的零件。 (4)减小系统工艺振动、获得较高的加工精度和表面质量，高速旋转时，刀具切削的激励频率远远大于工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，保证了较好的加工状态。高速加工过程中刀具及工件变形以及刀具与工件间的摩擦都较小，保证了尺寸的精确性并实现了高精度、低粗糙度的加工。高速切削加工获得的表面质量可达到磨削水平，可省去铣削后的精加工工序。 (5)可加工各种难加工材料高速切削时，切削速度高、切削力小、切屑变形阻力小、刀具磨损小等优点有利于加工镍基合金及钦合金等难加工材料。 四(切削力 虽然国内外学者用理论建模来研究切削力和表面粗糙度的很多，但是由于切削过程的复杂多变性，这种方法建立的理论公式计算结果往往与实际值之间存在较大的误差，所以相对来说研究结果实用性较差。 在高速切削淬硬钢时，总结国内外研究人员的研究成果，可得到一些关于切削力和表面粗糙度的结论。切削力方面，高速切削淬硬钢时的切削力随着切削速度的增大出现先减小后趋于稳定再增大的过程，这一过程与锯齿形切屑的形成有 关。切削力随着进给量的增大而增大，随着背吃刀量的增大，有的文献认为切削力增大，有的则认为切削力变化不大。高速切削淬硬钢时的高切削温度容易加剧刀具磨损，增大切削力。表面粗糙度方面，在切削用量中，对表面粗糙度影响较大的为切削速度和进给量，背吃刀量影响较小。随着切削速度的增大，表面粗糙度先减小后增大，也有随着切削速度的增大而增大的报道。在切削系统稳定性较高时，表面粗糙度随着进给量的增大而减小，在切削系统稳定性较差时，则随着进给量的增大而增大。刀具几何 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 中对表面粗糙度影响较大的是刀尖圆弧半径，并且较大的刀尖圆弧半径能够获得较好的表面粗糙度。刀具磨损和工件硬度【3】 对表面粗糙度也有重要影响。 五(切屑 经过20多年的研究，高速切削淬硬钢在切屑形态及变形机理、切削力、切 削温度、刀具及磨损、表面质量等方面取得了一定的研究成果，主要体现在以 下几个方面高速切削淬硬钢的研究进展: (1)高速切削淬硬钢时切屑形态为锯齿形切屑。产生的原因:1)绝热剪切理论认为锯齿形切屑开始形成时处于热传导、热对流和热产生速率三者的动态平衡状态，当切削速度提高到某一临界值时，就会使这种动平衡状态破坏，从而产生锯齿形切屑，而且其齿间距离随切削速度、切屑厚度和刀具前角的增加而增加;2)周期脆性断裂理论认为锯齿形切屑的形成是由从切屑自由表面向切削刃扩展一定距离的周期性宏观断裂造成的，宏观断裂平面的剪切角被假定为45。。 (2)高速切削淬硬材料时的切削力并不是必然就大，锯齿形切屑的形成降低了切削力。切削力随切削速度的增加而减小，尔后趋于稳定，可能的原因是开始时在锯齿形切屑形成过程中的高度局部热软化，而趋于稳定是因为高速切削下锯齿形切屑节间距趋于稳定所致，前角越大切削力越小。切削力与切削深度和进给量在一定范围内呈线性上升的关系。刀具磨损及刀具的刃形对切削力重大影响，随刀具磨损的增加，切削力分量都增加。 (3)高速切削淬硬钢时，切屑带走大量的切削热，切削速度和工件硬度愈高，带走的热量愈多，切屑温度也愈高。目前，高速切削时，切削速度对切削温度的影响有两种看法:一是高速加工的概念;二是DeweS等认为，随切削速度的提高，切削温度升高，当高于某一切削速度时，切削温度升高缓慢而不是下降，最终渐趋于一稳定值。切削速度对切削温度的影响最大，随刀具磨损和切削深度的增加，切削温度也增加，但进给率的影响有不同的看法，一种认为没有多大影响，而另一种认为有较大的影响。 (4)刀具磨损是高速切削淬硬钢中一个极其重要的问题，影响刀具磨损的因素多而复杂，有工件材料硬度及组织、刀具材料硬度及组织、刀具几何参数及刃磨状况、切削参数、切削方式顺或逆切，干切或湿切、工艺系统振动等。5、选择适宜的切削参数和切削条件。高速切削淬硬钢可获得比磨削、放电加工更高的效率和更好的表面质量，切削参数对表面粗糙度的影响，主要的影响因素是切削【5】速度和进给率，尤其是进给率。 总结: 高速切削是一种新的切削加工理念。它是切削加工的发展方向。与传统切削加工相比，高速切削加工的切屑形成、切削力学、切削热与切削温度有其不同的特征和规律。高速切削过程中刀具同切屑的接触特性是极其复杂的，摩擦系数受到切削用量、刀具几何形状以及高温相变等因素的影响，因此，是一个变量。本文只是浅显的叹了一下，高速加工的技术，切削力及其切屑这些。 参考文献 [1] 李子艳. 高速切削机理及若干问题研究;2006,1;3-4 [2] 李园园. 高速切削淬硬钢切屑形成过程及温度场有限元模拟研究;2008,12;2-3 [3] 于静. 高速切削淬硬模具钢切削机理的研究;2012,6;7-8 [4] 梁一峰. 高速加工机床系统研究;2010,8;3-4 [5] 沈则亮. 高速铣削淬硬钢的应用研究;2008,11;4-5 [6] 陈占辉. 高速铣削过程建模与仿真;2006,6;1-3