高速加工技术--
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高速加工一、高速加工概述新一代的机床性能大大改进,主轴转速可以轻松达到20 000r/min以上,进给速度可以达到30 000mm/min,大大提高了加工效率以及设备的利用率,这更需要使用者研究规划工艺、优化程序、选择合适的刀具。
高速加工的概念是伴随着机床设备的发展不断更新的。
一般采用高的主轴转速、高的进给速度、较小的背吃刀量,其切削速度伴随刀具材料的超硬耐磨性的发展而不断提高。
通过了解高速加工的特点,虽然不一定能达到高速加工的要求,但在实际生产中采用高速加工的概念指导加工,还是可以取得一定效果的。
二、高速加工工艺1.高速加工程序特点:(1)全程无空刀路、无抬刀,都是在有效切削零件。
(2)所有刀路流畅,都是圆滑过渡,无拐点。
(3)刀路步距均匀、梳密一致,效率高。
(4)路径最短。
这符合优质刀路的特点,因此该加工程序很好。
2.发动机缸体高速铣削工艺发动机缸体高速铣削工艺的要求。
除了发动机缸体高速铣削工艺对精度、计算稳度的要求极高之外,其在使用中还有一些特殊的要求,主要集中在以下几点:首先发动机缸体高速铣削工艺在使用中不能和任何工装及工件发生碰撞;其次加工刀具在轨迹上必须保障绝对的平滑,以及十分均匀的切削深度;最后在发动机缸体高速铣削工艺使用中,其导致的设备振动必须控制在一定范围内。
3.发动机缸体高速镗孔工艺发动机缸体高速调头镗孔工艺的优势。
高速调头镗孔工艺的优势主要几种在三个方面,其一为在镗孔中镗杆较短,因此在切削速度上有所提升;其二为因为镗轴伸长较短,因此在精度方面更有保障;其三为切削设备占用空间较小,因此工作人员的工作活动空间更大,工作更为直观、安全。
三、高速加工刀具1.刀具的要求:高硬度、高耐磨、高强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性。
(1)硬质合金涂层刀具最常用(2)TiC(TiN)基硬质合金金属陶瓷(3)陶瓷刀具耐热耐磨但强度韧性差(4)立方氮化硼刀具CBN 一般用来精加工高硬度淬火钢、高温合金、工具钢、高速钢,耐热耐磨但脆性大、韧性差(5)聚晶金刚石刀具PCD 不宜加工铁及其合金高速加工刀具刀柄:采用1:10 短锥柄代替传统的7:24 长锥柄成为发展趋势。
高速加工技术一.起源1931年,德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设,即同年申请了德国专利的所罗门原理:被加工材料都有一个临界切削速度V0,在切削速度达到临界速度之前,切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大,当切削速度达到普通切削速度的5~6倍时,切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低,刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时,传统的加工方式为“重切削”,每一刀切削的排屑量都很大,即吃刀大,但进给速度低,切削力大。
实践证明随着切削速度的提高,切屑形态从带状、片状到碎屑状演化,所需单位切削力在初期呈上升趋势,而后急剧下降,这说明高速切削比常规切削轻快,两者的机理也不同。
通过长期的研究,从上世纪90年代中期起,高速加工进入实用化阶段。
用户可以享受高速加工的高效率,高精度和成本优势。
德国OPS-INGERSOLL公司是目前世界上最好的高速加工中心制造商之一。
二.高速加工的定义高速加工是指转速在30,000RPM以上,实际加工切削进给保持8-12m/min的恒定进给。
我们从定义中看出,高速加工的一个关键要素是高速恒定进给。
由于高速加工时,转速上万转,特别在加工高硬度材料时,瞬间产生大量热量,所以必须保持高速进给,使产生的85%以上的热量被铁屑带走。
但在模具加工过程中,硬度通常在HRC50以上,且为复杂的曲面或拐角,所以高速机床必须做到在加工曲面或拐角时仍能高速进给。
另外实际加工中,刀具都有一个最佳切削参数,如能保持恒定进给,对刀具寿命,切削精度和加工表面质量都有提高。
由此看出,高速加工不仅是高速主轴,而且也是机床伺服系统的综合。
事实上,高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程,它涵盖了机床材料的研究及选用技术,机床结构设计和制造技术,高性能C NC控制系统、通讯系统,高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统,高精度快速进给系统,高性能刀具夹持系统,高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术,高效高精度测试测量技术,高速切削机理,高速切削工艺,适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
标题:我国高速加工技术现状及发展趋势在当前工业生产中,高速加工技术已成为了提高加工效率、降低成本、改善产品质量的重要手段。
我国作为全球最大的制造业大国,高速加工技术的现状和发展趋势备受关注。
本文将从深度和广度两个方面对我国高速加工技术进行全面评估,并探讨其发展趋势。
一、我国高速加工技术的现状1. 高速加工技术的定义和特点高速加工技术是指在高速度下对工件进行切削加工的一种先进加工技术,具有高效率、高精度、高表面质量、低热影响区等特点。
2. 国内高速加工技术的发展历程自20世纪80年代以来,我国的高速加工技术得到了迅猛的发展,尤其是在航空航天、汽车制造、模具制造等行业得到了广泛应用。
3. 我国高速加工技术的应用现状高速加工技术在航空航天、汽车制造、模具制造、医疗器械等领域得到了广泛应用,成为提高生产效率和产品质量的重要手段。
二、我国高速加工技术的发展趋势1. 技术创新推动高速加工技术的发展随着科技的进步和不断创新,高速加工技术将会更加高效、精密、稳定,能够满足更加复杂的加工需求。
2. 智能制造与高速加工技术的融合智能制造将成为未来高速加工技术发展的重要方向,通过智能化、自动化技术,提高生产效率和产品质量。
3. 绿色制造与高速加工技术的结合高速加工技术在减少碳排放、节能减排方面将会有更大的发展空间,应用于绿色制造领域。
4. 人工智能在高速加工技术中的应用随着人工智能技术的快速发展,其在高速加工技术中的应用将会成为新的发展趋势,将提高生产效率和产品质量。
三、总结与展望我国高速加工技术在不断发展创新的过程中,已经取得了令人瞩目的成绩,但与发达国家相比仍有一定差距。
在未来发展中,需要加大科技投入力度,加强技术研发和创新,培养更多高端技术人才,不断提升我国的高速加工技术水平,推动制造业向高质量发展。
个人观点:高速加工技术作为先进制造技术的代表,将会对我国工业生产产生深远影响。
在未来,我相信随着科技的进步和不断创新,我国的高速加工技术将不断迈向更加高效、精密、稳定的发展方向,并为我国制造业的转型升级和智能制造提供重要支撑。
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。