高速加工综述报告.doc

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1、综述报告一高速加工湖南文理学院芙蓉学院机自1002班刘海冰摘要:通过对高速加工技术发展现状的描述，从高速加工工艺策略的角度，着重对该项技术应用过程的儿个关键问题进彳亍了阐述，主要包括机床、主轴、刀具、切削参数、编程和数控系统等方面，并针对实际加工过程进行了介绍。关键词:高速加工；数控编程；工艺流程-XJL-—1—刖百高速加工是当今制造业屮一项快速发展的新技术，在工业发达国家，高速切削止成为一种新的切削加工理念，高速加工被认为是21世纪机加工工艺中最重要的手段。它于1931年由徳国物理学家萨罗蒙率先提出，20世纪60年代以后，美国科技界和工业界在高速加工的机

2、理研究和应用方面做了许多领先工作。近几年随着高强度、高熔点、高耐磨性刀具材料的推出和超高速电主轴的成功应用，为高速加工技术的推广创造了条件。高速加工与常规切削相比具有明显的优点，加工时间可减少约60%,进给速度提高5T0倍，材料去除率提高3〜5倍，刀具耐用度提高70%,切削力减少约30%,加工面表面粗糙度可达Ra=8-10um,由于切削过程的切削热90%被切屑带走,工件温升低，热变形、热膨胀小。正是由于高速加工具有这么多的优点,20世纪80年代高速加工进入实用化阶段后，在美、德、日等西方发达国家得到普及和应用，并迅速开创了高速加工时代。近儿年高速加工也在国

3、内制造业屮得到响应，已受到越来越多国内企业的青睐和重视。一、高速加工的特点高速加工主要有两个特点：一是主轴转速较高，一般情况下主轴转速在10000-60000r/min；二是高速进给，进给速度一般在每分钟几米甚至几十米以上。由于进给速度很大，机床主轴的惯性就成为高速加丁吋最不能忽视的要素，在机床和控制系统的选配过程中都要子以充分的考虑，否则使用不当不仅会缩短设备的使用寿命，而且会影响加工质量。此外，由于高速加工时机床设备、切削刀具的止常状态与普通加工有很大的差异，因此，高速加工技术对机床、刀具、控制系统、编程、工艺流程、设计系统等方面都提出了更高的耍求，所

4、以不能沿用老…套数控加丁的思路。二、高速加工对机床的要求由于高速加工的特点，高速加工的机床必须满足以下几个基本条件:首先，机床的功率必须足够大而且机床主轴的加速度大，以满足在加工时对机床功率速度变化的需求；其次是必须配备结构紧凑的高速主轴，高速进给丝杠，高速、高精度的插补系统，快速响应数控系统和高精度的伺服系统；再次，机床必须配备实心的台架、刚性的龙门框架且基体材料选择聚合混凝土。这种结构对机床的结构振动衰减作用是铸铁结构的8倍，可有效消除加工屮的振动，提高机床的稳定性；最后是对伺服电动机的耍求，采用直接驱动的线性马达可提高加工质量并极大地简化了结构，而且

5、很容易达到高的线速度且能提供恒定的速率，使速度的变化不超过0・01%,从而使工件获得最佳的表面质量和最长的刀具使用寿命。三、高速加工对主轴的要求由于主轴的转速较高，为减小主轴的轴向窜动和径向圆跳动,对主轴的结构和轴承提出了较高的要求,整体制造法可以极大地减小主轴在高速回转时产生的误差。通过选用高精度的轴承，可有效提高主轴的动平衡性，从而减小工件的加工误差。四、高速加工对刀具的要求高速加工中刀具的选择非常重要，选择刀具主要从两个方面考虑，一是高速旋转状态下的刀具动平衡状态，另一个是如何确保刀具的寿命。为保证高速旋传状态下刀具能够绕轴线稳定旋转，目前采用两种办

6、法，一是采用带有动平衡装置的刀具，此类刀具在刀套里面安装了机械滑块或采用流体动平衡设计；另外一种就是采用整体刀具，刀套与刀体合为一体，以确保刀体与刀套安装过程中安装间隙最小。从整体使用性能来看，整体刀具在这一方面是最理想的，但由于刀套与刀体是一体的，因此，一旦刀体报废，刀套也就一起报废T,因此费用较高。此外，釆用“热装”的办法装夹刀具，也可以得到很好的效果，即将刀套通过电磁感应加热装置加热后再装入刀体的方法，待冷却后即可夹紧刀具。高速加工过程中，刀具的磨损要比低速状态大很多，因此刀具的寿命也是影响高速加工的一个主要因素。刀具涂层不仅可以延长刀具的使用寿命，

7、还可以使加工变得更快捷，常用的涂层材料有TiN、TiNC、TiAlN及金刚石涂层等，适合不同的加工应用，其中最为常用的TiAlN涂层刀具，该涂层具有良好隔热作用，能够阻止大部分热量影响刀具本身材料，从而延长刀具的使用寿命。借助于这种效应，在使用TiAlN涂层刀具时，可以不使用切削液，进一步降低了加工成本。此外,PCD和CBN刀具也因其高耐磨性和寿命在高速加工中得到了广泛的应用。高速加工对刀具的总体要求是平衡、材料先进、制造精度高、安全、易排屑和多用途。五、高速加工对切削参数的要求高速加工屮，在主轴转速一定的情况下，首先要注意对切削深度的控制，包括刀具的轴向

8、切削深度和刀具的径向切削深度。切削深度的控制对于能否加工出一个合格