高速切削技术论文
机械工程学院
1001011435
张伟
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关于高速铣削加工工艺的浅论*
张伟
(1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；)
摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。
关键词：高速铣削加工工艺
中图分类号：TG156
About High Speed Milling Technology Discussion
ZHANG Wei
(1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and
Automation, Shenyang 201311;)
Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components .
Key words：High speed Milling Processing technology
0 前言1
普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点：
（1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。
*高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的
铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。
（2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。
（3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
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（4）可加工高硬材料可铣削50～54HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。
鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。但是，高速铣削在加工过程中应满足无干涉、无碰撞、光滑、切削负荷平滑等条件。而这些条件造成高速切削在对刀具材料、刀具结构、刀具装夹以及机床的主轴、机床结构、进给驱动和CNC系统上提出了特殊的要求；并且主轴在加工过程中易磨损且成本高（目前）。
1 高速铣削刀具选择
1.1 高速铣削刀具材料
高速铣削要求高速刀具材料与被加工材料必须有较小的化学亲和力，具有良好的热稳定性、抗冲击性、耐磨性、抗热疲劳性，并具有优良的力学性能等。
目前，用于高速硬铣削的刀具材料主要有聚晶立方氮化硼（PCBN）、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金等，应根据模具材料、刀具几何形状、切削条件三大因素来选择刀具材料。由于聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具具有很高的硬度和耐磨性，因而适合于高速切削淬硬钢。在加工硬度低于50HRC 的工件时，PCBN刀具形成的切屑为长条形，在刀具表面产生月洼磨损，从而缩短刀具寿命。因此，PCBN刀具适合加工硬度高于55～65HRC的材料。陶瓷刀具的成本低于PCBN刀具，具有良好的热化学稳定性，但其韧性和硬度不如PCBN刀具好。因此，陶瓷刀具比较适合加工相对比较软的材料（HRC≤50）。新型硬质合金和涂层硬质合金刀具成本较低，但切削硬度不如PCBN刀具和陶瓷刀具，一般在40～50HRC之间。从目前研究情况看，在所有模具高速切削刀具材料中，聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具的性能较好，是进行淬硬钢模具加工的主要刀具材料。
1.2 高速铣削刀柄
由于高速切削时，主轴、刀柄及刀具在高速旋转情况下，较小的偏心就会产生较大的离心力，由振动引起产品的质量、降低主轴和刀具的使用寿命。常规的刀具刀柄系统难以满足高速切削时的切削刚度和精度要求。现阶段比较流行常用的高速刀柄系统主要有德国的HSK刀柄、美国KM刀柄、日本NC5刀柄。HSK刀柄及KM刀柄均为1:10的锥度，采用主轴锥孔和刀柄端面过定位的方式，实现刀具的定位夹紧，其重复定位精度在传统7:24的锥度刀柄±2.5μm提高到±1μm，采用这种刀柄系统可以提高主轴刚度、由于其契形效果好，能提高刀具的抗扭能力，且转速越高其锁紧力越大。但这种刀柄价格较贵，一般为常规刀柄的1.5～2倍，其最低转速小于KM刀柄。一般情况下，高速铣削时，刀具刀柄的不平衡力小于切削力时，不影响刀具的使用寿命和切削效率。
根据高速切削的动平衡规定，主轴转速至少要达到8000 r/min以上。其进给速度至少大于20m/min。50柄转速达到10000～20000 r/min，40柄以及HSK刀柄20000～40000 r/min，KM刀柄达到35000 r/min以上。由于高速铣削动平衡的要求，在配置高速铣削刀柄刀具时优先配置经过动平衡测试的刀具系统，其次用户可以自行采用动平衡机及调整系统进行动平衡调节，但其使用非常麻烦。美国Kennametal公司推出了一种通过调节主轴系统的自动平衡刀柄系统TABS刀柄，但目前应用还不广泛。为有效发挥高速切削的加工效率，在配置高速刀具夹持刀柄系统时显得非常重要，传统的弹簧夹头、螺钉连接刀柄已不能满足高速铣削夹持精度高、结构对称性好、传递扭矩大等要求，以下为作者总结的高速刀具及刀柄配置经验。
第一、优先配置热胀式刀柄通过热胀式加热仪装置进行加热，通过热胀冷缩的原理对刀具进行夹紧，其回转精度、结构
对称性、动平衡性能均较液压式刀柄好，在欧洲应用非常广泛，尤其适合模具等行业产品的高速切削加工，该刀柄可达到40000r/min。其中热胀式装刀装置以德国Thermal Grip为典型代表。
其次、液压式刀柄是高精度、高性能的刀柄夹持柄，其回转精度、结构对称性和动平衡性能均较好，减振性好，可有效提高切削效率和刀具的使用寿命，液压式刀柄以德国雄克公司的为典型代表，经过动平衡后转速可达到25000r/min。
第三、整体式刀柄，如日本Nikken公司刀柄、奥地利盘石的整体铝合金铣削刀柄，其结构主要是刀体和刀柄为一体，在经过动平衡测试调整后，再安装铣削刀片进行动平衡调节来满足高速铣削加工的需要，整体式刀柄尤其适合模具的高速粗加工和铝合金高速铣削。其转速一般可以达到10000～30000r/min之间。
最后、高速铣削应用精密弹簧夹头刀柄和侧固式刀柄时，其转速由于本身结构的限制，一般难以达到20000 r/min，精密弹簧夹头刀柄一般可达到12000～15000 r/min，而侧固式刀柄则难以达到10000 r/min，在高速机床上尽量少用。
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1.3 提高刀具的动平衡性
提高刀具的动平衡性对提高高速铣刀的安全性有很大的帮助。因为刀具的不平衡量会对主轴系统产生一个附加的径向载荷，其大小与转速的平方成正比。
设旋转体质量为m，质心与旋转体中心的偏心量为e，则由不平衡量引起的惯性离心力F为：
F=emω2=U（n/9549）2
式中：U为刀具系统不平衡量（g2mm），e为刀具系统质心偏心量（mm），m为刀具系统质量（kg），n为刀具系统转速（r/min），ω为刀具系统角速度（rad/s）。
由上式可见，提高刀具的动平衡性可显著减小离心力，提高高速刀具的安全性。因此，按照标准草案要求，用于高速切削的铣刀必须经过动平衡测试，并应达到ISO1940－1规定的G4.0平衡质量等级以上要求。
1.4 刀具选择
由于高速铣削对刀具刀柄要求较高，在购置高速刀具时尽量购置经过动平衡测试的刀具。通常选用图1所示的3种立铣刀进行铣削加工，在高速铣削中一般不推荐使用平底立铣刀。平底立铣刀在切削时刀尖部位由于流屑干涉，切屑变形大，同时有效切削刃长度最短，导致刀尖受力大、切削温度高，导致快速磨损。在工艺允许的条件下，尽量采用刀尖圆弧半径较大的刀具进行高速铣削。
随着立铣刀刀尖圆弧半径的增加，平均切削厚度和主偏角均下降，同时刀具轴向受力增加可以充分利用机床的轴向刚度，减小刀具变形和切削振动。
图1为高速铣削铝合金时，等铣削面积时两种刀具的铣削力对比。刀具为直径Φ10mm的2齿整体硬质合金立铣刀，螺旋角30度。刀尖圆弧半径为1.5mm和无刀尖圆弧的两种刀具。
图1 刀尖圆弧半径对铣削力的影响
铣削面积同定为a，ap2ae=2.0mm2。当轴向铣削深度减小时，则增大径向铣削深度。对应的主轴转速为18000rpm，进给速度3600mm/min。
从图中可以看出，在圆角立铣刀的铣削力明显小于平底立铣刀，同时在轴向切深较小时铣削力迅速下降。
因此，在高速铣削加工时通常采用刀尖圆弧半径较大的立铣刀，且轴向切深一般不宜超过刀尖圆弧半径；径向切削深度的选择和加工材料有关，对于铝合金之类的轻合金为提高加工效率可以采用较大的径向铣削深度，对于钢及其他加工性稍差的材料宜选择较小的径向铣削深度，减缓刀具磨损。
2 刀具切削参数选择
由于球头铣刀的实际参与切削部分的直径和加工方式有关，在选择切削用量时必须考虑其有效直径和有效线速度。
铣刀实际参与切削部分的最大线速度定义为有效线速度。
采用球头铣刀加工时，如果轴向铣削深度小于刀具半径，则有效直径将小于铣刀名义直径，有效速度也将小于名义速度，当采用圆弧铣刀浅切深时也会出现上述情况。在优化加工参数时应按有效铣削速度选择。图5根据公式（1）给出不同名义直径刀具在各种切深条件下的有效直径，例如，当Φ12刀具轴向铣削深度ap=1.5mm时，由图5在ap=1.5mm处画水平线，与Φ12的曲线相交，横坐标为8mm即为有效直径。由有效直径可根据图6按有效切削速度可确定实际转速。例如，当有效直径为Φ8，有效切削速度选择为v=300m/min，则要求转速为n=12000rpm。
图2 有效直径选择曲线
在应用球头铣刀进行精加工曲面时，为获得较好的表面粗糙度减少或省去手工抛光，径向铣削深度最好和每齿进给量相等，在这种参数下加工出的表面纹理比较均匀，而且表面质量很高（图7～8）。
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图3 径向铣削深度/每齿进给量对表面粗糙度的影响
高速铣削加工用量的确定主要考虑加工效率、加工表面质量、刀具磨损以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料时，加工用量会有很大差异，目前尚无完整的加工数据，可根据实际选用的刀具和加工对象参考刀具厂商提供的加工用量选择。一般的选择原则是中等的每齿进给量fz，较小的轴向切深ap，适当大的径向切深ae，高的切削速度v。例如，加工HRC48～58淬硬钢时，切削参数的选择见表1。
表1切削参数的选择
加工
类型
v（m/min） ap（mm） ae（mm） fz（mm/z）粗加
工
100 6-8%d 35-40%d 0.05-0.1
半精
加工
150-200 3-4%d 20-40%d 0.05-0.15
精加
工
200-250 0.1-0.2 0.1-0.2 0.02-0.2
3 铣削路径选择
基于高速铣削技术的飞速发展，目前绝大多数CAM 软件都提供了对高速铣削的支持，下面就以各软件普遍具有的功能进行说明。
在用球头铣刀加工三维曲面工件时，刀具的实际加工直径是随轴向进给量或刃口接触点而变化的。高速铣削机床的高转速主轴和高进给速度，要求尽量采用小的进给量和小的切削深度，且随着三维曲面的变化，刀具刃口的实际接触点是在不断变化的，直径过大的球头铣刀的加工直径与名义直径相差太大，切削速度不好匹配，不容易获得较高的表面质量。因此，为了保持刀具的最佳切削速度及切削性能并获得最佳加工表面，最好的办法是在刀具的刚性可以克服切削力的情况下采用直径尽可能小的刀具。
选定刀具后就是刀路的合理设置了，在设置刀路时要依据以上所提到的一些原则，主要的解决方法是附加合理的圆弧转接。如下：
（1）在相邻的两行切刀路间附加圆滑刀路转接；
（2）在相邻的两层切削刀路间附加圆滑刀路转接；
（3）利用摆线切削避免全刃径切削；
（4）使用有效的螺旋下刀切入工件。
4 高速铣削应用技术
高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量，而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃)，热变形小，因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工。还由于切削力小，可适用于薄壁及刚性差的零件加工。合理选用刀具和切削用量，可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。因此，高速铣削加工技术是当前的热门话题，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。目前，高速铣削加工技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向之—。
5 结论
(1) 生产实践表明，高速铣床加工零件覆盖面广，特别适用于加工面积较大、形状复杂的精密零部件。零件加工精度高，废品率低。
(2) 传统的切削加工效率公式不适用于高速铣削，用单位时间内的金属去除量来表述高速铣削的加工效率更为准确。
(3) 单从机床的切削效率来看，高速铣床要高出普通铣床好几倍，但目前高速铣床的使用成本较高。在选择工艺方案时，可以考虑用普通铣床进行粗加工，用高速铣床进行半精加工和精加工。
(4) 只有深入开展高速铣削技术的科研开发，才能充分发挥高速铣床的加工效率优势。
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作者简介：张伟(通信作者)，男，1991年出生，大学本科生。主要研究方向为机械制造工艺及装备。
E-mail：zhang35wei@https://www.doczj.com/doc/09289834.html,
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高速切削技术论文 机械工程学院 1001011435 张伟
1 关于高速铣削加工工艺的浅论* 张伟 (1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；) 摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。 关键词：高速铣削加工工艺 中图分类号：TG156 About High Speed Milling Technology Discussion ZHANG Wei (1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and Automation, Shenyang 201311;) Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components . Key words：High speed Milling Processing technology 0 前言1 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： （1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。 *高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的 铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 （2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 （3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
高速铣削加工效率的一般计算与分析(转) 随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究，对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式。 1.加工效率的计算 按照传统切削理论，切削加工效率Zw(cm3/min)可通过下列公式计算： Zw＝v×f×ap （1） 式中:v——切削速度，f——进给量，ap——切削深度 根据分析与研究，我们认为式（1）不适用于高速铣削加工效率的计算，原因主要有两点： ①高速铣床的主轴转速相当高（如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min，加工平面时转速也在35000r/min以上），如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属； ②在实际加工中，设定的转速和进给量只是最大转速和最大进给量，实际的刀具转速和进给量时刻都在变化（HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况），切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值，如此反复变化，这是铣削过程的客观反映，而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。 因此，我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率，即： Z＝W/t （2） 式中:W——切削过程总的金属去除量(cm3)，t——切削时间(min)(＞0) 式（2）更符合高速铣削的实际情况，用式（2）很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较。例如，原来在普通铣床上加工某零件，为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工。这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。
高速加工技术现状及发展趋势 1引言 对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺(方式)：或采用一工位多工序、一刀多刃，或以车、铰、铣削替代磨削，或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式)，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。 高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。在激烈的市场竞争中，要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时，由此牵引高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业(如现代轿(汽)车生产企业)；随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、
单件小批制造加工(机械制造业中，这种生产模式将占到总产值的70%)，高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中(如模具、能源设备、船舶、航天航空…等制造企业)得到进一步应用和发展。 二十世纪末期，我国变革计划经济体制，改革开放，建成有中国特色社会主义市场经济体制。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备)，在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。企业家们对现代信息技术和企业制度、机制在未来可持续发展、市场竞争中的重要地位和作用，认识日益深刻。社会主义市场经济环境，不仅促进企业转制、调整产业、产品结构和技改，还给企业展现出应用和发展高速加工技术良好而广阔的前景。 2我国引进数控轿车自动生产线中的高速加工技术 二十世纪八十年代以来，我国相继从德国、美国、法国、日本…等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线，使我国轿车制造工业得到空前发展。其中较典型的是来自德国的一汽--大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其处于国际二十世纪九十年代中期水平。其中应用了较多较实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍一汽--大众捷达轿车传、发生产线。 引进的捷达数控轿车自动生产线概况 一汽--大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众汽车公司并行工程管理模式与管理技术，
目录 一、零件图的工艺分析 二、零件设备的选择 三、确定零件的定位基准和装夹方式 四、确定加工顺序及进给路线 五、刀具选择 六、切削用量选择 七、填写数控加工工艺文件
1、如图1所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为 84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。 图1带型腔的凸台零件图 一零件图的工艺分析 1、图形分析 （1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。 （2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。 （3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。 2、零件材料分析 由题目提供，材料为45钢。 3、精度分析
该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。加工时不宜产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。 4、结构分析 从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。 二、选择设备 由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。 三、确定零件的定位基准和装夹方式 由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。把零件竖放加工外轮廓。 零件的装夹方式采用机用台虎钳。 四、确定加工顺序及进给路线 1、确定加工顺序 加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。 加工圆弧时，应沿圆弧切向切入。 2、进给路线
1. 论述高速切削的特点。 材料去除率高，切削力较小，工件热变形小，工艺系统振动小，可加工各种难加工材料，可实现绿色制造，简化加工工艺流程。高速切削追求高转速、中切深、快进给、多行程的加工工艺，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面质量可提高1~2等级。加快产品开发周期，大大降低制造成本。 2.阐述高速切削技术研究体系、关键技术。 数控高速切削加工技术是建立在机床结构与材料、高速主轴系统、高性能CNC控制系统、快速进给系统、高性能刀具材料、数控高速切削加工工艺、高效高精度测试技术等许多相关的软件和硬件技术基础之上的一项复杂的系统工程，是将各单元技术集成的一项综合技术。关键技术：高速切削机理；高速切削刀具技术；高速切削机床技术；高速切削工艺技术；高速加工的测试技术。 3.阐述高速切削发展趋势。 机床结构将会具有更高的刚度和抗振性，使在高转速和高级给情况下刀具具有更长的寿命；将会用完全考虑高速要求的新设计概念来设计机床；在提高机床进给速度的同时保持机床精度；快换主轴；高、低速度的主轴共存；改善轴承技术；改进刀具和主轴的接触条件；更好的动平衡；高速冷却系统。（新一代高速大功率机床的开发和研制；新一代抗热振性好、耐磨性好、寿命长的刀具材料的研制及适宜于高速切削的刀具结构的研究；进一步拓宽高速切削工件材料及其高速切削工艺范围；高速切削机理的深入研究；高速切削动态特性及稳定性的研究；开发适用于高速切削加工状态的监控技术；建立高速切削数据库，开发适于高速切削加工的编程技术以进一步推广高速切削加工技术；基于高速切削工艺，开发推广干式（准干式）切削绿色制造技术；基于高速切削，开发推广高能加工技术） 4结合典型工件材料和加工工艺方法，讨论高速切削的速度范围。 （1）根据工件材料：刚才380m/min以上、铸铁700m/min以上、铜材1000m/min以上、铝材1100m/min以上、塑料1150m/min以上时，认为是合适的速度范围。（2）根据加工工艺方法：车削700~7000m/min，铣削300~6000m/min，钻削200~1100m/min，磨削5000~10000m/min，认为是合适的速度范围。 5讨论高速切削加工的切削力变化规律。 （1）切削用量对切削力的影响:背吃刀量ap增大，切削力成正比增加，背向力和进给力近似成正比增加。进给量f增大，切削力与增大，但切削力的增大与f不成正比（75%）（2）工件材料对切削力的影响：较大的因素主要是工件材料的强度、硬度和塑性。a材料的强度、
典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析： 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一，基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床，加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮，其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成，需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前，工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准，无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰，条件充分，编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求，只要提升装夹度，使A面与铣刀轴线垂直，即可保证：φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案
一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸，不与铣刀发生干涉。对小型凸轮，一样用心轴定位，压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点，采纳“一面两孔”定位，设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块，在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行，垫块的平面要保证与工作台面平行，并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧，提升装夹刚性，防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给，对外凸轮廓从切线方向切入，对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是xz（或yz）平面来回铣削逐步进刀到即定深度；另一种方法是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在（150，0），刀具在y+15之间来回运动，逐步加深铣削深度，当达到即定深度后，刀具在xy平面内运动，铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量，采纳顺铣方式，即从（150，0）开始，对外凸轮廓，按顺时针方向铣削，对内凸轮廓按逆时针方向铣削，图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择；切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工
轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准，轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2，Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7，IT8 表面粗糙度 3.2，1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸：?35mm*145mm 零件最高精度:IT7，IT8 刀具类型：外圆车刀、螺纹刀 机床：CK6141 机床参数 主电机功率：4000（kw）
刀具数量：4 最大加工长度：1000（mm） 最大加工直径：58（mm） 最大回转直径：224（mm） 精度级：IT6~IT8 卡盘：三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料：45钢 刀具材料：硬质合金（刀片） P类：精JC215V（黛杰） 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢，是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择
高速加工工艺 （）1. 高速切削（HSM或HSC）是二十世纪九十年代迅速走向实际应用的先进加工技术，通常指高主轴转速和高进给速度下的（）。 A. 机械加工 B. 数控加工 C .数控车 D .立铣 （）2. 高速切削概念始于（）年德国所罗门博士的研究成果。 A. 1931 B .1949 C. 1985 D .1934 （）3. 当以适当高的切削速度, 约为常规速度的( )倍加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率。 A. 5-8 B.5-10 C.10-20 D. 10-15 （）4. 高速切削是一项系统技术，从刀具材料、刀柄、机床、控制系统、加工工艺技术、CAD/CAM 等，均与常规加工( )。 A.基本相似 B.完全相同 C. 有很大区别 D.毫无关系 ( ）5. 由于主轴转速很高，切削液难以注入加工区，通常采用油雾冷却或（）方法 A.水雾冷却 B.吹气冷却 C.油气混合冷却 D.干切削 （）6. 高速铣削工艺相对常规加工具有以下一些优点：( ) A. 提高生产率 B. 改善工件的加工精度和表面质量 C.实现整体结构零件加工 D. 以上都是 （）7. 铣削深度较小，而进给较快，加工表面粗糙度很小，铣削铝合金时可达Ra0.4～0.6,铣削钢件时可达( )。 A. Ra0.2～0.3 B. Ra0.2～0.5 C. Ra0.2～0.4 D. Ra0.2～0.6 ( )8. 高速铣削已可加工硬度达( )的零件，因此，高速铣削允许在热处理以后再进行切削加工. A. HRC60 B. HRC40 C. HRC70 D. HRC80 ( )9. 高速切削基础理论与关键技术不包括以下( )： A.高速切削机理； C.高速切削机床技术； B.高速切削刀具技术； D.高速切削模拟技术 ( )10. 阻碍切削速度提高的关键因素是切削刀具是否能承受越来越高的( ). A. 切削力 B. 转速 C. 切削温度 D.进给量 ( )11. 高速主轴一般做成（）的结构形式 A.模拟主轴 B. 电主轴 C.伺服主轴 D.变频主轴 ( )12. 高速主轴单元包括动力源、主轴、（）和机架四个主要部分，是高速加工机床的核心部件． A.冷却系统 B.润滑系统 C. 轴承 D.检测装置 ( )13. 超高速机床要求其CNC 系统的数据处理时间要快得多，高的进给速率要求CNC 系统有很高的内部数据处理速率，而且还应有( )程序 存储量。 A. 较大的 B.较小的 C.不需要 （ )14. 很多高速机床的床身和立柱材料采用聚合物混凝土(或人造花岗岩)，这种材料阻尼特性为铸铁的7～10 倍，比重只有铸铁的( )。 A. 1/5 B. 1/3 C. 1/4 D. 1/10
典型铣削零件加工的工艺分析及编程 1．工艺分析的差不多知识 数控加工工艺性分析涉及内容专门多，从数控加工的可能性和方便性分析，应要紧考虑： 1．1零件图样上尺寸数据的标注原则 1）零件图上尺寸标注应符合编程方便的特点 在数控加工图上，宜采纳以同一基准引注尺寸或直截了当给出坐标尺寸。这种标注方法，既便于编程，也便于和谐设计基准、工艺基准、检测基准与编程零点的设置和运算。 2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分 自动编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分，假如不充分，则无法对被加工的零件进行造型，也无法编程。 1．2零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 1）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能得到保证。 2）零件的内腔和外形最好采纳统一的几何类型和尺寸，尽可能减少刀具规格和换刀次数。 3）零件的工艺结构设计应确保能采纳较大直径的刀具进行加工。采纳大直径铣刀加工，能减少加工次数，提高表面加工质量。 4）零件铣削面的槽底回角半径或腹板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大。由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。因此，当D 一定时，圆角半径r越大，铣刀端刃铣削平面的面积就越小，铣刀端刃铣削平面的能力就越差；效率越低，工艺性也越差。 5）应采纳统一的基准定位。数控加工过程中，若零件需重新定位安装而没有统一的定位基准。会导致加工终止后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不和谐。因此，要尽量利用零件本身具有的合适的孔或设置专门的工艺孔或以零件轮廓的基准边等作为定位基准，保证两次装夹加工后相对位置的准确性。 1．3加工方法选择及加工方案确定 1）加工方法选择 在数控机床上加工零件，一样有以下两种情形： 一是有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床；
高速切削加工技术 在现代机械切削加工技术中，高速切削正在越来越多地被人提及，其技术已开始被使用，随之而来的，首先是高速机床，那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同? 其实现的条件是什么? 实现它有哪些益处? 其适用性怎么样呢? 本文将试图回答这些问题，并且尽可能结合目前在世界上居领先水平的瑞士MIKRON公司的机床的结构、特点来分析，用它同目前国内仍在普遍应用的传统的加工方法和切削理论相比较，促进高新技术在国内的应用和普及。 缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量，是我们提高劳动生产率、实现经济性生产的一个重要的目标。有人认为，一提高速加工，就是主轴转速要几万转；只要主轴转速一达到几万转，就可以实现高速切削，这其实是不全面的。 随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。 1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可*性提高，甚至机床的成本也下降了。噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。 何为矢量式闭环控制呢？其实就是借助数/模转换，将交流异步电动机的电量值变换为直流电模型，这样，既可实现用无电刷的交流电机来实现直流电机的优点，即在低转速时，保持全额扭矩，功率全额输出，主轴电机快速起动和制动。以UCP710机床切削45#钢为例，用STEP-TEC 的主轴铣削，铣刀直径?63mm, 主轴转速为1770r/min，金切量为540cm3/min；在无底孔钻孔时，钻头直径?50mm, 转速1350r/min，可一次钻出，而无需常用的先打中心孔,而后钻孔再扩孔的方法。 2.机床普遍采用了线性的滚动导轨，代替过去的滑动导轨，其移动速度、摩擦阻力、动态响应，甚至阻尼效果都发生了质的改变。用手一推就可以将几百公斤甚至上千公斤的重工作台推动。其特有的双Ｖ型结构，大大提高了机床的抗扭能力；同时，由于磨损近乎为零，导轨的精度寿命较之过去提高几倍。又因为配合使用了数字伺服驱动电机，其进给和快速移动速度已经从过去最高的6m/min，提高到了现在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型机床使用线性电机，进给和快移速度可达80m/min。 3.目前最先进的数控系统已经可以同时控制8根以上的轴，实现五轴五联动，甚至六轴五联动，多个CPU，数据块的处理时间不超过0.4ms；同时，均配置功能强大的后置处理软件，运算速度快，仿真能力强且具备程序运行中的“前视”功能，随时干预，随时修改。外接插口，数据传输速度快，甚至可以与以太网直联；加上全闭环的测量系统，配合使用数字伺服驱动技术，机床的线性移动可以实现1～2g的加速和减速运动。 4.机床床身结构进一步优化，现代机床均采用落地式床身，整体铸铁结构，龙门式框架的主轴立柱，尽可能由主轴部件来实现二轴甚至三轴的线性移动，考虑到刀具重量的变化极小，这样，在工件乃至工作台不进行快速线性移动的情况下，机床快速线性移动的部件的重量近乎常量，因此，更容易实现快速加速和减速情况下的运动惯量及实现动态平衡，减少由于动态冲击所带来的
型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析，主要内容如下： 1．介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2．以轴类、箱体类、拨动杆零件为例，分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求：通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析，能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法，能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题： 1．技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。 2．经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。 3．有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1．计算零件年生产纲领，确定生产类型。 2．对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括： （1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等； (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。 3．确定毛坯
高速铣削加工技术的主要优点及应用介绍由于生产的发展和产品更新换代的速度加快，对模具的生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，于是电火花加工存在的问题就暴露出来。所谓高速铣削是指主轴转速可达10000？C80000转/分，快速进给速度可达30-40米/分，加速度可达1g，换刀时间可提高到1-2秒并可获得粗糙度Ra0.6mm以上，还可以加工硬度达60HRC的模块。形成对电火花加工的挑战，它与传统铣削加工相比，具有温升低热变形小等优点。 从物理本质上来说，电火花加工是靠放电烧蚀的“微切削”工艺。对加工过程非常之缓慢表面进行局部高温放电烧蚀过程中，工件表面的物理机械性能会受到一定程度的损伤，常在型腔表面形成微细裂纹，表面粗糙度也达不到模具的要求，因而还有进行费力，费时手工研磨和抛光。因此，生产效率低，质量不稳定，模具已成为新产品开发速度的一关键因素，与电火花加工相比，高速铣削加工的主要优点：1、产品质量好。高速铣削以高于常规切削速度10倍左右的切削速度对零件进行高速加工，毛坯材料的余量还来不及充分变形在瞬间被切离工件、工件表面的残余应力非常小；切削过程的绝大多数热量约95%被切削屑带走，工件热变形小；高速加工过程中，机床主轴高速运转，激振频率远离“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，加工过程平稳无冲击。因此，零件的加工精度高，表面质量好，粗糙度可达0.6mm，型腔表面质量可达到磨削水平。
2、生产效率高。用高速铣削加工的模具，可在一次装夹中完成粗、精加工和模具零件其他部位的机械加工，即所谓“一次过”技术，不需后续的手工研磨与抛光，又容易实现加工过程自动化。它还能加工形状复杂的零件和薄壁零件。由于高速切削时切削力大为减少，尤其是横向（Py）切削力很小，这就有利于加工复杂模具型腔中一些细筋和薄壁，其壁厚甚至小于1mm。 总之高速铣削完全符合现代制造技术“高效率、高精度和高自动化”的发展方向，有广阔的应用前景。而电火花成型加工对一些尖角、窄槽、深小孔和过于复杂的型腔表面和精密加工还是有用的。两者应该扬长避短，相辅相成。建议先在厦门、福州、泉州等地有实力的企业，引进高速铣削机床，然后全省逐渐推广。 台州亚古机床设备有限公司 https://www.doczj.com/doc/09289834.html,
高速铣削加工颠覆模具生成方式高速铣削加工颠覆了这家汽车零件锻造公司的十几年旧加工习惯，重新使模具制造返回到室内生产。 一位潜在的客户在Trenton锻造公司的参观访问中，看到了一个锻造的零件，非常像他要求该公司报价生产的零件。 位于密西根州的Trenton锻造公司就是在参观的前一星期收到了由这一客户邮寄来的报价材料。然而，该客户得知这并不是类似的零件，正是他所需要的那个零件。在收到客户打印资料的一星期内，Trenton 锻造公司模仿这一工件，加工制造了一套模具，而且试制了一批很好的锻件。 Trenton公司展示了他们的实力。同时，也展示了他们在重点工作方面所具备的新能力。由于在如何加工模具和谁能加工这一模具方面的情况发生了变化，现在这家汽车锻模供货商就能够向客户保证，在非常紧迫的时间内交货。原因是适于这一工作的模具在一星期之内就完工了；Trenton公司可以承诺在两星期之内交付任何模具。然而在一年前的这个时候，该公司根本不敢做出这样的承诺。
2000年10月，Trenton公司安装了两台转速高达18000r/min的模具铣削加工中心。2000年9月，该公司完成了安装这两台机床的厂房建设。建成新的车间和雇佣适当的工作人员以后，该锻模供应商就能发挥自己加工模具的潜力，使公司能承包十几年来未曾想像的加工任务。只通过铣削加工制造模具的能力就足以说明为什么这一工作现在可以在室内完成的原因。 铣削加工的优缺点 Trenton锻造公司的模具制造主要依*EDM放电加工机床。为什么Trenton公司的老板David Moxiow先生决定要购置两台加工中心，来替代EDM放电加工机床呢？快速而精确的加工中心，可以通过快速而轻巧的切削，直接在钢块上铣削加工出复杂的模具，而且成本效益很好。因此，Trenton公司现在可以通过一次调试装卡，就能从硬度42 RC 的钢块上加工完成一个模具。 项目工程师Jason Van Buren先生解释了为什么在室内加工制造模具能如此吸引人的原因。采用EDM机床加工模具需要很多加工工序和步骤，其所需的工作量一般要比锻模供货商制作模具所花费的工时更大。其加工工序一般包括模型的制作、电极铣削加工、通过人工加工准备制作模具的钢块以及EDM机床本身的放电加工。除了只有一个工序以外，其他全部离不开手工作业。也就是说在执行放电加工时，只有一
高速切削技术 摘要：简述高速切削技术的优越性，为什么在航空制造业得到较成功的应用，并举例说明高速切削技术在航空制造业中的应用，另外解释HSK刀具系统为什么能适应高速切削要求 关键词：高速切削技术，航空制造业，HSK刀具 1、高速切削技术 高速切削技术是指在比常规切削速度高出很多的情况下进行的切削加工，有时也称为超高速切削（Ultra-High Speed Machining）。以高切削速度、高进给速度、高加工精度和优良的加工表面质量为主要特征的高速切削加工技术具有不同于传统切削加工技术的加工机理和应用优势，已在航空航天、模具加工、汽车制造等行业得到了广泛应用，加工对象包括铝镁合金、钢、铸铁、超级合金及碳纤维增强塑料等材料。 机床的高速化已成为机械制造业中不可阻挡的发展潮流，如果说数控机床的产生是机床发展的一次革命，那么高速机床的应用则是现代机床工业的第二次革命。 高速切削理论是二十世纪30年代由德国Carl Salomon博士首次提出的有关高速切削的概念。其理论简言之就是认为切削热只是在传统切削速度范围内是与切削速度成单调增函数关系。而当切削速度突破一定限度以后，切削温度不再随切削速度的增加而增加，反而会随切削速度的增加而降低，即与切削速度在较高速度的范围内成单调减函数。该理论经过几十年的研究与应用，已逐渐成为现代高效切削加工的趋势和发展方向。80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。 在金属切削过程中，选择很高的切削速度，并不一定是提高加工效率的唯一方法。这种切削方案实际存在着许多问题，其中最大的问题是：主要目的是用于提高生产效率的高速切削，实际上并没有提高生产效率。它要求机床在高转速下切削，但为提高机床主轴转速来提高切削速度，往往是以降低进给量﹑减小切削
数控机床轴类零件加工工 艺分析 Prepared on 22 November 2020
X X X学院 毕业 设计 任务书 论文 机械工程系数控技术专业 XX 班 毕业设计 题目 数控机床轴类零件加工工艺分析论文 专题题目 数控机床轴类零件加工工艺分析 发题日期：2010年11月15日设计、论文自2010年11月20日完成期限：至2010年月日答辩日期：2010年月日 学生姓名： 指导教师： 系主任：
毕业设计版权使用授权书 本人完全了解云南机电职业技术学院关于收集、保存、使用毕业设计的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存毕业设计；学校有权提供目录检索以及提供本
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高速切削加工技术 许磊 （合肥学院机械工程系13机制（1）班 1306011031） 摘要：高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，与传统加工技术相比是质的飞越，具有高生产效率、小切削力、高加工精度、低能耗等特点。可以解决在模具常规切削加工中备受困扰的一系列问题，有着强大的生命力和广阔的应用前景。 关键词：高速加工工艺、高速加工应用、高速加工趋势。 引言：对于某种机械零件而言，高速加工就是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进 →定位夹紧→刀具快进→刀具工进（在线检测）→刀具快退→工具松开、卸下→质量检测等7个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动（或移动）速度超过普通切削5～10 倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统。对于整条自动生产线而言，高速加工的表征是以简捷工艺流程，以较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要求突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺（方式），尽可能地缩短整条生产线的工艺流程。对于某一产品而言，高速加工也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈相关信息。 一、高速切削工艺 加工工艺是成功进行高速切削加工的关键技术之一。选择不当，会使刀具磨损加剧，完全达不到高速加工的目的。高速切削工艺技术包括切削参数、切削路径、刀具材料及刀具几何参数的选择等。 1．切削参数的选择 在高速切削加工中，必须对切削参数进行选择，其中包括刀具接近工件的方向、接近角度、移动的方向和切削过程（顺铣还是逆铣）等． 2．切削路径的选择 切削路径的选择与优化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具几何参数的选择外，还要采取不同的切削路径才能得到较好的切削效果。切削路径优化的目的是提高刀具耐用度，提高切削效率，获得最小的加工变形，提高机床走刀利用率，充分发挥高速加工的优势。主要包括: 1)走刀方向的优化在走刀方向的选择上，以曲面平坦性为评价准则，确定不同的走刀方向选取方案；对 于曲率变化大的曲面以最大曲率半径方向为最优进给方向，对曲率变化小的曲面，以单条刀轨平均长度最长为原则选择走刀方向。 2)刀位轨迹生成按照刀位路径尽可能简化，尽量走直线，路径尽量光滑的要求选择加工策略，选择合适 的插补方法，保证加工面残留高度的要求，采用过渡圆弧的方法处理加工干涉区，这样在加工时就不需要减速，提高加工效率。 3)柔性加减速和断刀的几率。选取合适的加减速方式，减少启动冲击，保持机床的精度，减少刀具颤振。 3．刀具材料的选择 刀具材料的合理选择遵循以下原则: 1)切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配，主要指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能相 匹配，具有优良高温力学性能的刀具尤其适合高速切削加工。对于硬脆刀具（如硬质合金和陶瓷）的磨损起决定作用的主要因素是其力学性能。 2)切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配，主要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、 热膨胀系数、抗热冲击能力等物理参数要相匹配。加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。对于精密加工则要选用热膨胀系数小的刀具材料（金刚石等）。高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金属的最高切削速度主要受限于刀具材料的耐热
毕业设计（论文） 发证学校：浙江机电技术学院 题目名称：铣床零件加工工艺分析与程序设计 系别：机电技术系 专业：数控技数与应用 班级：技师数控0901 姓名：叶林枫 学号： 28 指导教师：潘益民 交稿时间：年月日
铣床零件加工工艺与程序设计实例分析 摘要：本文从铣床的工作原理出发,通过实际零件加工的过程介绍，分析了数控铣床的加工工艺，程序设计以及加工步骤等内容，并对加工应注意的事项做了叙述。 关键词：数控铣床加工工艺程序编制实际加工 引言： 1 铣床的工作原理 铣床的工作原理简单来说就是：分析加工图纸，编写加工程序，然后输入到电脑装置，经过私服系统和辅助控制装置反应给机床，加工成零件。 (1)首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。 (2)用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或着使用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 (3) 由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。 (5)数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令。 (6)伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动铣床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使铣床自动完成相应零件的加工。 下面就以实际零件加工为例，来介绍铣床零件加工工艺分析与程序设计。 2 零件图纸分析
图纸1 该零件材料选用毛坯为150*100*30的铝合金,尺寸较小，四个侧面较光整，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，故可选通用台钳，以底面和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。 材料,技术要求分析 2确定零件的加工工艺 2.1基准选择与坐标点确定 （1）以工件中心为基准。 （2）用CAD软件将图纸还原，并用其附带功能计算出各点坐标。 2,2刀具选择 根据加工内容，所需刀具有φ80面铣刀、φ16立铣刀、φ20麻花钻、φ8麻花钻、φ8键槽铣刀等，其规格根据加工尺寸选择。精铣时选用的铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。其他的刀具根据孔径尺寸确定。如表1所示。 表1数控刀具及加工工艺卡 刀具表量具表工具表 1 φ80面铣刀 1 游标卡尺（0~200mm） 1 等高垫块