先进制造工艺+高速超高速切削技术
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先进制造技术名词解释:1、快速原型制造技术:采用离散、堆积成型的原理,由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的技术总称。
6、超高速加工技术:是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备。
以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
7、超高速切削理论(萨洛蒙曲线):在常规切削速度范围内(A)切削温度随切削速度增加而提高,但是,当切削速度增大至某一数值Ve后,切削速度再增加切削温度反而降低, Ve值与工件材料有关,对每种工件材料,存在一个速度范围,在这个范围内,切削温度太高,任何刀具无法承受,称为“死谷”。
如果能够超过这个“死谷”而在超高速区进行工作,则有可能用现有的刀具进行超高速切削,从而大幅度地减少切削工时,成功地提高机床的生产率。
超精密加工:指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺,从概念上讲具有相对性,随着加工技术的不断发展,超精密加工的技术指标也是不断变化的。
包括微细加工和超微细加工、精整和光整加工。
8、精密加工技术:加工精度在10-0.1um,表面粗糙度值0.3-0.03 um的加工技术。
9、超精密加工技术:指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺,从概念上讲具有相对性,随着加工技术的不断发展,超精密加工的技术指标也是不断变化的。
包括微细加工和超微细加工、精整和光整加工。
11、虚拟轴机床:基座与主轴平台间由六根杆并联地连接,六根杆同时相互耦合地作伸缩运动来确定平台的运动,由六根杆分担受力,且只承受拉力或压力。
具有刚度高,移动部件质量小,结构简单以及相同零件多的优点。
13、插补原理:CNC系统依据输入的基本数据,将工件轮廓形状描述出来,边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。
14、数控技术:指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。
16、ERP(企业资源计划):将客户需求和企业内部制造活动以及供应商的制造资源整合在一起,体现完全按需求制造的思想。
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。
先进制造技术在车工中的研究进展和应用简介先进制造技术在车工领域的研究和应用已经取得了显著的进展。
下面是关于这方面的简要介绍:1.数控车床:数控车床是一种自动化加工设备,通过预先编程的指令控制刀具在工件上进行切削。
它具有高精度、高效率和灵活性的优势,可以用于制造复杂形状的零部件。
随着计算机技术的不断发展,数控车床在车工领域的应用越来越广泛。
2.高速切削技术:高速切削是指在高速旋转状态下进行切削的工艺。
它利用高速切削刀具和先进的冷却系统,能够在更短的时间内完成加工任务,提高生产效率。
高速切削技术还可以减少加工过程中的振动和切削力,从而改善加工表面的质量。
3.超硬刀具材料:超硬刀具材料,如立方氮化硼(CBN)和金刚石,具有极高的硬度和耐磨性。
这些材料在车工中被广泛应用于加工难加工材料,如高温合金和硬质合金。
超硬刀具能够提供更长的刀具寿命和更高的加工精度,同时减少停机时间和更换刀具的频率。
4.刀具磨削技术:刀具磨削技术是制造和修复刀具的关键工艺之一。
先进的磨削技术可以实现高精度、高效率的刀具制造和修复,进而提高整体的生产效率。
近年来,一些新型的磨削方法和磨削设备得到了广泛应用,如超声波磨削、电火花磨削和磁力磨削等。
5.智能化与自动化:随着人工智能和机器人技术的快速发展,智能化和自动化在车工领域得到了广泛应用。
智能车床和机器人系统能够通过传感器和控制系统实现自动化加工过程的监测和调整,提高生产效率和加工精度。
此外,数据分析和预测算法的应用也使得生产计1/ 2划和资源调度更加智能化。
综上所述,先进制造技术在车工领域的研究和应用涉及数控车床、高速切削技术、超硬刀具材料、刀具磨削技术以及智能化与自动化等方面。
这些技术的应用不仅提高了加工效率和精度,还为制造业带来了更大的发展潜力。
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机械制造与自动化的新工艺和新方法随着机械工业的发展和科学技术的进步,机械制造工艺的内涵和外延不断发生变化常规工艺不断优化并普及,原来十分严格的工艺界限和分工,如下料和加工、毛坯制造和零件加工,粗加工和精加工、冷加工和热加工等在界限上逐步趋于淡化,在功能上趋于交叉,各种先进加工方法不断出现和发展。
以下为一些机械制造的新工艺和新方法:1、超高速加工技术超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和高速运动的自动化制造设备,以极大的切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。
超高速加工能使被加工金属材料在切除过程中的剪切滑移速度达到或超过某个极限值,使切削加工过程所消耗的能量、切削力、加工表面温度、刀具磨具磨损、加工表面质量、加工效率等明显优于常规切削速度下的指标,它是提高切削和磨削效果、提高加工质量、加工精度和降低加工成本的重要手段。
与常规切削加工相比,超高速加工有以下优点:(1)随着进给速度的提高,单位时间内材料的切除率可以增加3—6倍,可以大幅度缩短零件加工的切削工时,显著提高生产率.(2)切削力可以降低30%以上。
(3)切削过程极其迅速,95%以上的切削热被切屑带走,来不及传给工件,故特别适合加工容易热变形的零件.(4)机床作高速运转,振动频率特别高,工作平稳振动小,因而能加工非常精密、非常光洁的零件。
2、超精密加工技术超精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺。
目前超精密加工的主要手段有:金刚石刀具超精切削,金刚石砂轮和CBN砂轮超精密磨削、超精密研磨和抛光、精密特种加工和复合加工.金刚石砂轮超精密磨削是当前超精密加工的重要研究方向之一,其主要加工方式有外圆磨、无心磨、、沟槽磨和切割等,被加工材料有陶瓷、半导体等难加工材料,其关键技术包括金刚石砂轮的修整、微粉金刚石砂轮超精密磨削等.金刚石砂轮的修整包括整形和修锐两部分,对于密实型无气孔的金刚石砂轮,如金属结合剂金刚石砂轮,一般在整形后还需要修锐;有气孔型陶瓷结合剂金刚石砂轮在整形后即可使用。