超精密加工及超高速加工技术

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1、超精密加工与超高速加工技术值得拥有的资料是来自平时学习积累总结的有问题的地方肯定有的还请大家批评指正！超精密加工与超高速加工技术一、技术概述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的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异目前一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/min铸铁为1500m/min超耐热镍合金达300m/min钛合金达150~1000m/min纤维增强塑料为2000~9000m/min各种切削工艺的切速范围为：车削700~7000m/min铣削300~600

2、0m/min钻削200~1100m/min磨削250m/s以上等等超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究超高速主轴单元制造技术超高速进给单元制造技术超高速加工用刀具与磨具制造技术超高速加工在线自动检测与控制技术等超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm表面粗糙度Ra小于0.025μm以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术亦称之为亚微米级加工技术且正在向纳米级加工技术发展超精密加工技术主要包括：超精密加工的机理研究超精密加工的设备制造技术研究超精密加工工具及刃磨技术研究超精密测量技术和误差补偿技术研究超精密加工工作环境条件研究二、现状及国内外发展

3、趋势1．超高速加工工业发达国家对超高速加工的研究起步早水平高在此项技术中处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国、意大利等在超高速加工技术中超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备目前刀具材料已从碳素钢和合金工具钢经高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料发展到人造金刚石及聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（CBN）切削速度亦随着刀具材料创新而从以前的12m/min提高到1200m/min以上砂轮材料过去主要是采用刚玉系、碳化硅系等美国G．E公司50年代首先在金刚石人工合成方面取得成功60

4、年代又首先研制成功CBN90年代陶瓷或树脂结合剂CBN砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s有的可达150m/s而单层电镀CBN砂轮可达250m/s因此有人认为随着新刀具（磨具）材料的不断发展每隔十年切削速度要提高一倍亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了在超高速切削技术方面1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床最高转速达到了20000rpm特别引人注目的是联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所（PTW）从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究对各种金属和非金属材料进行高速切削试验联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作自八十年代中

5、后期以来商品化的超高速切削机床不断出现超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000~40000r/min工作台快速移动速度为36~40m/min采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min在高速和超高速磨削技术方面人们开发了高速、超高速磨削、深切缓进给磨削、深切快进给磨削（即HEDG）、多片砂轮和多砂轮架磨削等许多高速高效率磨削这些高速高效率磨削技术在近20年来得到长足的发展及应用德国Guehring

6、Automation公司1983年制造出了当时世界第一台最具威力的60kw强力CBN砂轮磨床Vs达到140~160m/s德国阿享工业大学、Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果并积极在铝合金、钛合金、因康镍合金等难加工材料方面进行高效深磨的研究德国Bosch公司应用CBN砂轮高速磨削加工齿轮齿形采用电镀CBN砂轮超高速磨削代替原须经滚齿及剃齿加工的工艺加工16MnCr5材料的齿轮齿形Vs＝155m/s其Q'达到811mm3/mm.s德国Kapp公司应用高速深磨加工泵类零件深槽工件材料为100Cr6轴承钢采用电镀CBN砂轮Vs达到300m/s其Q`＝140mm3/mm

7、.s磨削加工中可将淬火后的叶片泵转子10个一次装夹一次磨出转子槽磨削时工件进给速度为1.2m/min平均每个转子加工工时只需10秒钟槽宽精度可保证在2μm一个砂轮可加工1300个工件目前日本工业实用磨削速度已达200m/s美国Conneticut大学磨削研究中心1996年其无心外圆高速磨床上最高砂轮磨削速度达250m/s近年来我国在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也