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HSM的齿层比磁导法模型和计算HSM（High Speed Machining）是一种针对高速切削加工的特殊加工方式，它使用高速转动的刀具和高速进给的切削方式来实现高效率、高精度、高表面质量的加工。
在HSM过程中，齿层比磁导法模型和计算对于了解切削力的变化、评估刀具性能和加工质量等方面起着重要作用。
齿层比磁导法是一种用于计算和模拟HSM过程中切削力的方法。
它基于切削过程中刀具与工件之间的接触，通过模拟工具刀片与工件的相对位移来计算切削力。
这种方法以齿层（chip layer）为基本单位，将工件切割成多个薄层，并根据实际切削情况来计算每个齿层的切削力。
齿层比磁导法模型考虑了切削速度、进给速度、刀具几何特征以及材料参数等多种因素，通过建立适当的数学模型，可以计算出切削力的变化情况。
齿层比磁导法模型的计算过程包括以下几个步骤：1.刀具几何特征的描述：包括刀具齿数、刀具半径、刀具直径等信息的输入。
2.切削速度和进给速度的设定：根据具体的加工要求和材料性质，确定切削速度和进给速度的数值。
3.工件材料参数的输入：包括材料的切削力系数、杨氏模量、泊松比等参数。
4.齿层分割：将工件切割成多个薄层（齿层），每个齿层的厚度由切削过程和工件性质决定。
5.薄层切削力计算：根据齿层的厚度、切削速度、进给速度、刀具几何特征和工件材料参数，计算出每个齿层的切削力。
6.切削力的累加：将各个齿层的切削力进行累加，得到整个切削过程中的切削力曲线。
齿层比磁导法的计算模型使用了很多理论基础和实验数据，可以较为准确地预测切削力的变化情况。
通过分析和评估切削力的变化，可以确定更合适的切削参数、选择适当的刀具和加工方式，优化加工过程，提高加工效率和加工质量。
总之，齿层比磁导法模型和计算是HSM过程中重要的工具和方法，它可以帮助工程师了解切削力的变化规律，评估刀具性能和加工质量，并为优化切削参数和加工过程提供依据。
通过合理应用齿层比磁导法，可以更好地实现高速切削加工的目标。
高速加工及其刀具选用高速加工(HSM)通常指的是在合理的速度和较高的表面进给速度下进行的立铣加工。
例如，在铝制飞机框架部分掏糟的特形铣削加工中，材料去除率很高，这种加工就是高速加工。
在过去60年的时间里，高速加工已经在很宽范围的金属和非金属工件材料上得到应用，包括对要求采用特定表面拓扑结构的零部件进行的生产以及硬度为50HRC或50HRC以上材料进行的加工。
1. 高速加工是制造业发展的需要1.为了存续市场上日益激烈的竞争一直都在不断设定新的标准。
对时间和成本效益的要求变得越来越高。
这已经迫使人们必须开发新的过程和生产技术。
高速加工为此提供了希望和解决途径。
2.材料新材料和难加工材料的发展更加突出了开辟新的加工方法的必要性。
航空工业采用自己的专用耐热和不锈钢合金。
汽车工业具有不同的双金属复合材料、密实石墨铁以及用量越来越大的铝材。
模具行业主要要面临的问题是加工高度淬火的工具钢，从粗加工直到精加工。
3.质量对零部件或产品质量提出较高要求是激烈竞争的结果。
如果将高速加工技术适当应用，则可以在这方面提供解决方案。
可以替代手动精加工就是一个实例。
特别是对于具有复杂三维几何形状的模具或零部件，这一点尤其如此。
4.工艺通过高速加工，可以在很大程度上满足这样的需求，即通过减少装夹次数和简化流程(后勤)而缩短加工时间。
在模具行业中一个典型的目标是通过一次装夹而对完全硬化的小尺寸模具完全加工好。
通过高速加工还可以减少甚至免除成本高昂而费时的EDM(电火花加工)过程。
5.结构和开发在当今的竞争中，其中一个主要特点就是利用新颖方面的价值而出售产品。
汽车的平均产品使用寿命周期为4年，计算机及其附件为1.5年，手机为3个月……。
这些结构方面的快速发展以及产品方面的迅速发展其前提之一就是高速加工技术。
6.复杂的产品在零部件方面，多功能表面越来越多、诸如一个新的蜗轮叶片结构就既具有新颖的，也具有优化的功能和特征。
早期的设计中，可以用手或机器人(机械手)进行抛光处理。
世界独一无二的高速铣削HSM模块－完全集成于SolidWorks中Solid CAM高速铣削（HSM）是一个非常强大的高速加工模块，经过市场验证其对于模具、工具、冲压模具和复杂3D零件高速加工非常有效，HSM 提供了独一无二的进给和快速走刀的高速轨迹。
SolidCAM高速铣削模块能够光顺切削和退刀路径，维持光顺连续的刀具运动轨迹以满足高速加工中维持高速进给和避免停顿的需求。
在SolidCAM HSM模块中以最小的Z高度退刀，连刀也可以产生倾斜角度、圆弧光顺和尽可能的低退刀——这样有效减少了空切和加工时间。
高速铣削能够产生高效、光滑、防止干涉的刀路轨迹，提高了曲面加工质量、减少刀具载荷、延长刀具和机床寿命。
如今对缩短产品生产周期、降低成本和提高质量的要求下，高速铣削成为加工车间必不可少的需求。
对所有高速切削能力有较高要求的用户来说，SolidCAM HSM模块是都是一个非常强大的解决方案！SolidCAM HSM 模块在多方面是对CAM技术的提升，使真正的高速铣削加工成为可能，高速铣削包括避免刀具路径尖角，使用具尽可能的与零件保持接触，优化空切运动减少空切产生光顺的进退刀。
任何3D高速铣削都能够控制曲面的曲率角度或者加工的边界范围，SolidCAM HSM模块提供了独一无二的边界创建工具，包括最大轮廓线，刀具切除区域边界，平缓区域边界，残料切削理论边界，残料边界和用户自定义边界。
对所有高速切削能力有较高要求的用户来说，SolidCAM HSM模块是都是一个非常强大的解决方案，他能够提高CNC机床的生产效率，减少空切、圆滑连接刀路并产生连续的刀具运动。
HSM 粗加工策略轮廓粗加工轮廓粗加工是高效地去除大量毛坯的有效加工策略。
根据指定的Z值深度自动产生一系列的路径偏移，并自动计算和最大限度地去除坯料。
切削深度可以自动变化保障在平缓的区域加工到位，螺旋下刀和轮廓倾斜下刀都被用来作为进刀模式，无论在不同的刀路之间还是快速连刀都可以自动产生光滑的圆弧，有效的避免刀具停顿、提高刀具进给速度、延长了刀具寿命。
世界一流的高速铣削模块－完全集成于SolidWorks中！SolidCAM高速铣削（HSM）是一个非常强大的高速加工的模块，经过市场验证其对于模具、工具、冲压模具和复杂3D零件高速加工非常有效，HSM 提供了独一无二的进给和连刀高速轨迹。
SolidCAM 高速铣削模块能够光顺切削和退刀路径，维持光顺连续的刀具运动轨迹以满足高速加工中维持高速进给和避免停顿的需求。
在SolidCAM HSM模块中以最小的Z高度退刀，连刀也可以产生倾斜角度圆弧光顺和退刀会尽可能的低－这样有效的减少了空切和加工时间高速铣削能够产生高效、光顺、防止干涉的刀路，提高了曲面加工质量、减少刀具载荷、延长刀具和机床寿命在今对缩短产品生产周期、降低成本和提高质量的要求下，高速铣削成为加工车间必不可少的需求。
高速铣削开粗策略轮廓开粗轮廓开粗是高效地去除大量毛坯的有效加工策略。
根据指定的Z值深度自动产生一系列的路径偏移，并自动计算和最大限度的去除坯料。
切削深度可以自动变化保障在平缓的区域加工到位，螺旋下刀和轮廓倾斜下刀都被用来作为进刀模式，无论在不同的刀路之间还是快速连刀都可以自动产生光滑的圆弧，有效的避免刀具停顿、提高刀具进给速度、延长了刀具寿命。
型芯开粗型芯开粗是从外部加工型芯的优化加工策略，他不是在零件的内部产生特定宽度的切削，所有的刀具路径起始点都是从外部开始，通过给定的切削深度工作在外部轮廓和型芯之间。
如果一个零件既有型芯又有型腔则SolidCAM会自动在一个程序中转换型芯粗加工和型腔粗加工，刀具连接能够最大限度的减少刀具磨损。
残料开粗残料开粗是通过一个较小的刀具工作在之前较大的刀具之后的加工策略，在之前的操作中，有一些刀具没有加工到位的地方，SolidCAM 高速铣削模块能够更新毛坯模型并避免空切，对于大零件您可以通过减小刀具尺寸进行多次残料二次开粗操作。
残料开粗也可以用在铸造零件上以减少切削路径行数，得到相应的毛坯公差。
⾼速切削复习第⼀章⾼速切削概述1.1 ⾼速切削技术的基本概念⾼速切削技术俗称⾼速切削（High Speed Cutting，简称HSC）或⾼速加⼯（High Speed Machining，简称HSM），是⼆⼗世纪九⼗年代迅速崛起的⼀项先进加⼯技术，通常指以⽐常规切削加⼯⾼出很多的主轴线速度和进给速度下进⾏的切削加⼯，⼜称为超⾼速切削（Ultra-High Speed Machining）。
⾼速切削加⼯技术中的“⾼速”是⼀个相对概念。
对于不同的加⼯⽅法和⼯件材料与⼑具材料，⾼速切削加⼯时应⽤的切削速度并不相同。
如何定义⾼速切削加⼯，⾄今还没有统⼀的认识，⽬前沿⽤的⾼速切削加⼯定义主要有以下⼏种：1)1978年，CIRP切削委员会提出以线速度(500～7000)m／min的切削速度加⼯为⾼速切削加⼯。
2)对铣削加⼯⽽⾔，从⼑具夹持装置达到平衡要求(平衡品质和残余不平衡量)时的速度来定义⾼速切削加⼯。
根据ISO1940标准，主轴转速⾼于8000r／min为⾼速切削加⼯。
3)德国Darmstadt⼯业⼤学⽣产⼯程与机床研究所(PTW)提出以⾼于(5～10)倍的普通切削速度的切削加⼯定义为⾼速切削加⼯。
4)从主轴设计的观点，以沿⽤多年的DN值(主轴轴承孔直径D与主轴最⼤转速N的乘积)来定义⾼速切削加⼯，DN值达(5～2000)X105 mm2r／min时为⾼速切削加⼯。
5)从⼑具和主轴的动⼒学⾓度来定义⾼速切削加⼯。
这种定义取决于⼑具振动的主模式频率，它在ANSI／ASME标准中⽤来进⾏切削性能测试时选择转速范围。
因此，⾼速切削加⼯不能简单地⽤某⼀具体的切削速度值来定义。
根据不同的切削条件，具有不同的⾼切削速度范围。
虽然很难就⾼速切削范围给出⼀个确切的定义，但从⽣产实际考虑，⾼速切削加⼯中的“⾼速”不应仅是⼀个技术指标，还应是⼀个经济指标，是⼀个可由此获得较⼤经济效益的⾼速度的切削加⼯。
1.2 ⾼速切削技术的兴起与发展⾼速切削的起源可追溯到20世纪20年代末期，德国的切削物理学家萨罗门（Carl Salomon）博⼠于1929年进⾏了超⾼速模拟实验，1931年4⽉发表了著名的超⾼速切削理论，提出了⾼速切削假设。
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10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”。
60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。
高速加工(HSM)通常指的是在合理的速度和较高的表面进给速度下进行的立铣加工。
例如，在铝制飞机框架部分掏糟的特形铣削加工中，材料去除率很高，这种加工就是高速加工。
在过去60年的时间里，高速加工已经在很宽范围的金属和非金属工件材料上得到应用，包括对要求采用特定表面拓扑结构的零部件进行的生产以及硬度为50HRC或50HRC以上材料进行的加工。
1.高速加工的历史及发展高速切削的起源可追溯到20世纪20年代末期。
德国的切削物理学家萨洛蒙（Carl 压lomon ）博士于1929 年进行了超高速切削模拟试验。
1931年4月发表了著名的超高速切削理论，提出了高速切削假设。
萨洛蒙指出：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高。
对于每一种工件材料，存在一个速度范围，在这个范围内，当切由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行。
但是，切削速度进一步提高，超过这个速度范围后，切削温度反而降低。
同时，切削力也会大幅度下降。
按照他的假设，在具有一定速度的高速区进行切削加工，会有比较低的切削温度和比较小的切削力，有可能用现有的刀具进行超高速切削，从而大幅度减少切削时间，成倍地提高机床的生产率。
美国于1960年前后开始进行超高速切削试验。
试验将刀具装在加农炮里，从滑台上射向工件；或将工件当作子弹射向固定的刀具。
1977 年美国在一台带有高频电主轴的加工中心上进行了高速切削试验，其主轴转速可以在180 ～18000r / min 范围内无级变速，工作台的最大进给速度为7 . 6m / min。
1979年美国防卫技术研究总署（DARPA ）发起了一项“先进加工研究计划”，研究切削速度比塑性波还要快的超高速切削，为快速切除金属材料提供科学依据。
在德国，1984 年国家研究技术部组织了以Darmstadt 工业大学的生产工程与机床研究所PTW ）为首，包括41 家公司参加的两项联合研究计划，全面而系统地研究了超高速切削机瓜刀具、控制系统以及相关的工艺技术，分别对各种工件材料（钢、铸铁、特殊合金、铝合金、铝镶铸造合金、铜合金和纤维增强塑料等）的超高速切削性能进行了深入的研究与试验，取得了切削热的绝大部分被切屑带走国际公认的高水平研究成果，并在德国工厂广泛应用，获得了好的经济效益．日本于20世纪60年代就着手超高速切削机理的研究。
探究高速动态加工在数控铣削中的应用高速动态加工（High Speed Machining，HSM）是一种高速度、高精度的数控铣削加工技术，它可以提高加工效率和产品质量，并且节约能源和降低成本。
本文将探究高速动态加工在数控铣削中的应用。
高速动态加工技术的核心是高速切削。
相较于传统的低速切削，高速切削可以显著提高加工速度和表面质量。
具体来说，高速切削能使切削速度提高到常规切削的2倍以上，并且保持相同的切向切削力。
这种切削方式可以极大地减少刀具与工件的接触时间和磨损，从而延长刀具寿命并降低换刀频率。
高速切削还可以减少加工过程中工件和机床的振动，提高数控铣削的稳定性和精度。
高速动态加工还利用了先进的工艺参数优化技术。
在传统的数控铣削中，人工根据经验和感觉来设置加工参数，这种方法不能保证最佳的加工效果。
而高速动态加工通过分析切削力、温度和振动等数据，以及运用切削力控制、切削参数在线优化等技术，实现了自动化的加工参数调整。
这种技术可以根据实时的切削情况，自动调整切削速度、进给量、进给角度等参数，保证加工质量和效率的最大化。
高速动态加工还广泛应用了自适应控制技术。
在传统的数控加工中，由于工件几何形状的复杂性和加工中的不确定性，很难保证加工过程的稳定性和精度。
而高速动态加工通过采用自适应控制技术，能够实时监测和调整加工过程中的参数，以适应实际情况的变化。
具体来说，自适应控制技术可以根据切削力、温度和振动等信息，自动调整加工速度、进给量、冷却剂的供给等参数，提高加工过程中的稳定性和精度。
高速动态加工在数控铣削中的应用具有明显的优势。
通过实现高速切削、工艺参数优化和自适应控制等技术，它可以显著提高加工效率和产品质量，并且节约能源和降低成本。
高速动态加工将在未来的数控铣削中发挥越来越重要的作用。
