高 速 加 工 概 述.doc

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1、•高速加工概述•高速加工的基本概念•高速切削的优点:2、切削力可降低30%以上特别有利于提高薄壁细筋件等刚性差零件的高速精密加工。3.减少切削热对机床和刀具的影响90%以上的切削热来不及传给工件被切屑带走，工件基本上保持冷态，适合加工容易热变形的零件。4机床的激振频率特别高远离“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率范围，能加工精密、非常光洁的零件。5可以加工难加工材料例如镍基合金和钛合金，100-1000m/min,为常规切速的10倍左右。可有效地减少刀具磨损，提高零件加工的表面质量。6高速硬切削•高速加工的优点一模具加工高速加工应用的领域之一是在模具制造中采用

2、CBN刀具对淬硬钢进行高速铣削和车削（称为“硬切削”），替代或部分替代电火花加工和磨削加工，可使切削效率可提高几十倍，并可大幅度缩短模具的制造周期。•加工模具•高速切削一次完成全部工序•航空和宇航航空和宇航工业是高速加工的主要应用领域。一是其加工材料为铝合金和钛合金，适于高速切削，二是其零件常具有厚度极薄的壁和筋（最小薄到只有0.05-0.lmm），刚度很差。近来最新趋势是对大型整体铝合金坯料采用掏空的加工工艺来制造机翼、机身等大型零件，以替代多个小型零件的拼装和铆接，既可省去装配工时和工装，还可使构件的强度、刚度得到较大的提高。整体加工法•高速加工大型飞机零件

3、为了适应主轴超高速、特大功率和超长X行程的需要，在加工航空铝、镁合金零件的大型机床上也采用了直线电机作高速直线驱动，进给速度最高达60m/min，快速移动为100m/min，加速度达2g。试切一件薄壁飞机零件，只花了30分钟，而同样的零件在一般高速铣床上加工需要3小时，在普通数控铣床则需8小时。•二、高速切削的基础理论1萨洛蒙高速切削假设和实验•萨洛蒙对各种金属“切削速度与切削温度关系”的实验曲线和推论曲线•高速切削的分析模型•高速加工的问题和难点•高速加工系统化新技术•高速加工已经不是难题•高速和五轴加工技术•高速加工的CAD模型要求•确保造型精度至少要与加工

4、精度一致；•小心在数据转换中造成的错误；•避免在加工模型中存在隐性特征如需要刀具直径来保证的内部导角等；•避免在加工模型中存在不能或不必要的特征；•加工模型造型中所花费的准备时间能大大节省编程和加工的时间，提高制造效率。•高速加工机床•高速主轴部件（电主轴）；•高速进给驱动和传动系统；•能够提供高速进给控制的机床数控装置；•包括安装、夹紧、快速交换以及实现动平衡的高速刀具系统；•适用于高速切削的工件装夹装置；•高效冷却和排屑装置；•可靠的安全防护和监测装置；•动、静、热特性好的床身、立柱和•工作台等支承部件。•高速机床结构特点1、适合高速运动，减轻运动件质量结构

5、形式发生变化：墙式、框式、箱式2、提高刚度。静动刚度，适合不同的速度3、重心驱动，减少阻力4、动平衡，高速旋转部件5、高速保护，行程控制6、高速运动发热控制•结构高速化•减少切削热的机床布局90°旋转放置•机床控制系统–64bitRISC系统可提高数控系统处理速度；–数据服务器或硬盘可提高数据传输速率；–NURBS曲线插补能力•机床主轴–同时保证低速的高扭矩和高速的切削力要求•机床刚性,保持动态平衡•刀具径跳的影响•刀具动平衡对加工的影响铝材料加工表面•切削参数•4齿硬质合金端铣刀•切深–3.6mm•切宽–19mm•进给–5500•主轴–12,000rpm•刀具

6、材料–材料硬度-减少磨损–材料韧性-避免碎裂–红硬性-高温状态下保持切削性能•刀具形状–排屑性能好–表面精度–刀具寿命•刀具涂层•如何选择高速切削刀具•高速加工的工艺要求•保持刀具许可的切削负载•保持恒定的切深和切宽•保持机床许可的加工速度和加速度•控制切削方向•避免尖角转向•保证最小的空程时间•保证最小的切削时间五轴加工技术交换铣头机床3、五轴联动和五面加工更加普遍对三维曲面零件的加工，采用五轴联动机床可以使用刀具的最佳几何部位进行切削，获得较好的表面粗糙度和较高的效率，特别是采用CBN铣刀高速铣削淬硬钢工艺，其加工效率相当于两台三轴机床。过去由于五轴联动数控

7、系统的价格极高、编程复杂，加之A/C轴主轴部件结构复杂，制造难度大，使五轴联动机床应用的受到一定限制。现在由于电主轴的出现，使的A/C轴主轴部件结构得到简化，成本大幅度下降。由于A/C轴主轴部件旋转（摆角）范围较大，而且在实现五轴联动的同时还可实现五面加工。这种五轴联动和五面加工合二为一的功能较大推进了五轴联动机床的应用。因此，有人将带A/C轴主轴部件的机床称为“五轴和多面加工机床”。铣头加工的优点铣头加工2多轴机床－高速车铣床复合车铣－回转铣头五轴加工的优点•加工路线灵活，加工范围大，适合表面形状复杂零件加工；•刀具可工作在合理的切削角度，减少刀具磨损；•针对

8、工件类型，选择工作台式或