超高速加工技术的现状及发展趋势

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1、编号:俺州＜fe课程论文题目超高速加工技术的应用和发展趋势指导教师王慧学生姓名孙莹学号专业机械设计制造及其自动化教学单位（盖章）二O—二年六月十九日目录摘要11引言12超高速加工技术简介12.1超高速加工技术概况12.2超高速加工技术分类22.3超高速加工技术特点23超高速加工技术现状33.1超高速加工技术现状简述33.2国外超高速加工技术发展43.3国内发展情况54超高速加工技术发展趋势5谢辞8超高速加工技术的应用和发展趋势孙莹(德州学院机电系，山东德州253023)摘要：木文介绍了超岛•速加I•.技术的概念、内容和

2、发展现状，并分析了其发展动向。关键词：高速加工技术、机械制造、应用、发展1引言当前机械制造业为实现高生产率和追求利润，先进制造技术的应用越来越广泛而深入。超高速加工技术作为先进制造技术的重要组成部分，也已被积极地推广使用。20世纪20年代德国人Saloman最早提出高速加工(HighSpeedCutting,简称HSC)的概念，并1931年申请了专利。50年代末及60年代初，美国和日本开始涉足此领域，在此期间德国已针对不同的超高速切削加工过程及有效的机械结构进行了许多基础性研究工作。随着超高速加工主轴技术的发展，使得刀

3、具切削速度得到很大提高,70年代诞生了第一台HSC机床。真正将HSC技术应用于实践是在80年代初期，因飞机制造业为降低加工时间以及对一些小型特殊零件的薄壁加工而提出了快速铳削的要求。FI80年代中后期以来，商品化的超高速切削机床不断出现，超髙速机床从单一的超窩速铳床发展成为超高速车铳床、钻铳床乃至各种高速加工中心等。超高速磨削技术在近20年来也得到长足的发展及应用。徳国GuehringAutomation公司在1983年制造出了当时世界第一台最具威力的60kW强力立方氮化硼(CBN)砂轮磨床,Vs达到140^160m/

4、so当今，超高速加工已经在汽车、航空航天等领域获得应用。2超高速加工技术简介2.1超高速加工技术概况超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。可以说，超高速加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。冃前,-般认为，超高速切削各种材料的切速范围为：铝合金已超过1600m/mi

5、n,铸铁为1500m/min,超耐热镰合金达300m/min,钛合金达150^1000m/min,纤维增强塑料为2000"9000m/mino各种切削工艺的切速范围为：车削700^7000m/min,铳削300"6000m/min,德州学院机电工程系2009级机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)钻削200^1100m/min,磨削250m/s以上等等。2.2超高速加工技术分类超高速加工技术主耍包括以下内容：(1)超高速切削、磨削机理研究。对超高速切削和磨削加I：过程、各种切削磨削现彖、各种被加工材料和各种刀具磨具

6、材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工艺参数优化等进行系统研究。(2)超高速主轴单元制造技术研究。主轴材料、结构、轴承的研究与开发；主轴系统动态特性及热态性研究；柔性主轴及其轴承的弹性支承技术研究；主轴系统的润滑与冷却技术研究；主轴的多目标优化设计技术、虚拟设计技术研究；主轴换刀技术研究。(3)超高速进给单元制造技术研究。高速位置芯片环的研制；精密交流伺服系统及电机的研究；系统惯量与伺服电机参数匹配关系的研究；机械传动链静、动刚度研究；加减速控制技术研究；精密滚珠丝杠副及大导程丝杠副的研制等。(4)超高速加工用

7、刀具磨具及材料研究。研究开发各种超高速加工(包括难加工材料)用刀具磨具材料及制备技术。(5)尚速CNC控制系统:超高速加匸要求CNC控制系统具有快速数据处理能力和高功能化特性，以保证加工复朵曲而轮廓时，具有良好的加工性能。还要具有高速插补及超前处理能力，防止刀具轨迹偏移和突发事故。(6)超高速加工在线检测与控制技术研究。对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统的监控技术，对超高速加工用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工精度、加工表2.3超高速

8、加工技术特点超高速磨削可以对硬脆材料实现延性域磨削加工，对高塑性等难磨材料也有良好的磨削表现。与普通磨削相比，超高速磨削显示出极大的优越性(1)切削力降低30%左右，特别适合刚性差的工件。(2)能实现对硬脆材料的延性域磨削,对高塑性和难磨材料获得良好的磨削效果。由于加工时对刀具和工件进行了冷却润滑，减少了切削热对工件的影响，特别适