高速切削加工工艺及应用（论文集）

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1、高速切削的技术装备内容摘要:高速切削(HighSpeedCutting-HSC)概念起源于德国切削物理学家CarlSalomn的著名切削实验及其物理引伸。他认为一定的工作材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高。在常规切削范围内切削温度Tv随着切削速度Vc的增大而提高，当切削速度到达临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降(见图1C区)，所以越过B区，在高速区C区进行切削，则可用现有的刀具进行高速切削，从而大大地减少切削工时，成倍提高机床的生产率，同时提高加工质量管理，并可用于切削各种硬、韧性、难加工材料的工件。1高速切削机床为了适应粗精加工，轻重切削和快速移动，同

2、时保证高精度(定位精度±0.005mm)，性能良好的机床是实现高速切削的关键因素。                           高速切削(HighSpeedCutting-HSC)概念起源于德国切削物理学家CarlSalomn的著名切削实验及其物理引伸。他认为一定的工作材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高。 在常规切削范围内切削温度Tv随着切削速度Vc的增大而提高，当切削速度到达临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降(见图1C区)，所以越过B区，在高速区C区进行切削，则可用现有的刀具进行高速切削，从而大大地减少切削工时，成倍提高机床的生产率，同时提高加

3、工质量管理，并可用于切削各种硬、韧性、难加工材料的工件。因此，自上世纪80年代以来，国外在制造业的模具、航空、航天、汽车、精密机械、光学和家电等许多部门中，开始广泛应用该先进技术、取得了很大的成效。目前，面对日益加剧的国际竟争，国内广大企业迫切需要对HSC加工技术有比较全面的了解，以便能正确选购有关技术装备，并充分发挥其作用，获得予期的经济效益。 1高速切削机床 为了适应粗精加工，轻重切削和快速移动，同时保证高精度(定位精度±0.005mm)，性能良好的机床是实现高速切削的关键因素。其关键技术有以下几项： 1.1高速主轴 高速主轴是高速切削机床的核心部件，随着对主轴转速要求的

4、不断提高，传统的齿轮——皮带变速传动系统由于本身的振动、噪音等原因已不能适应要求，取而代之的是一种新颖的功能部件——电主轴，它将主轴电机与机床主轴合二为一，实现了主轴电机与机床主轴的一体化。电主轴采用了电子传感器来控制温度，自带水冷或油冷循环系统，使主轴在高速旋转时保持恒温，一般可控制在20°~25°范围内某一设定温度，精度为±0.7°，同时使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使主轴免维护、长寿命、高精度。 1.2高速精密轴承 高速轴承是高速切削机床的核心，是决定高速主轴寿命和负载容量的最关键部件。 1.2.1磁悬浮轴承 它是用电磁力将主轴无机械接触地悬浮起来，其转速可达45

5、000r/min，功率为20kW，精度高，易实现实时诊断和在线监控，是理想的支承元件，但其价格较高。 1.2.2液体动静压轴承 采用流体动、静力相结合的办法，使主轴在油膜支撑中旋转，具有径、轴向跳动小、刚性好、阻尼特性好，适于粗、精加工，寿命长的优点。但其无通用性，维护保养较困难。 1.2.3混合陶瓷轴承 用氮化硅制的滚珠与钢制轨道相组合，是目前在高速切削机床主轴上使用最多的支承元件，在高速转动时离心力小，刚性好，温度低，寿命长，功率可达80kW，转速高达150000r/min，它的标准化程度高，便于维护，价格低。 1.3高速伺服系统 为了实现高速切削加工，机床不但要有高速主

6、轴，还要有高速的伺服系统，这不仅是为了提高生产效率，也是维持高速切削中刀具正常工作的必要条件，否则会造成刀个的急剧磨损与升温，破坏工件加工的表面质量。 1.3.1直线电机伺服系统 直线电机是使电能直接转变成直线机械运动的一种推力装置，将机床进给传动链的长度缩短为零，它的动态响应性能敏捷、传动刚度高、精度高、加减速度大，行程不受限制、噪音低、成本较高，在加速度大于1g的情况下，是伺服系统的唯一选择。高速切削加工工艺及应用内容摘要:1高速切削工艺加工工艺是成功进行高速切削加工的关键技术之一。选择不当，会使刀具磨损加剧，完全达不到高速加工的目的。高速切削工艺技术包括切削参数、切削路

7、径、刀具材料及刀具几何参数的选择等。(l）切削参数的选择在高速切削加工中，必须对切削参数进行选择，其中包括刀具接近工件的方向、接近角度、移动的方向和切削过程（顺铣还是逆铣）等．(2）切削路径的选择与优化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具几何参数的选择外，还要采取不同的切削路径才能得到较好的切削效果．切削路径优化的目的是提高刀具耐用度，提高切削效率，获得最小的加工变形，提高机床走刀利用率，充分发挥高速加工的优势。   1 高速切削工艺    加工工艺是成功进行高速切削加工的关键技术之一。选择不当，会使刀