探析高速切削加工技术在数控机床中的应用

《探析高速切削加工技术在数控机床中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、探析高速切削加工技术在数控机床中的应用　　摘要：高速切削加工技术是21世纪的一种先进制造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景。通过高速切削加工技术,可以解决在数控机床常规切削加工中备受困扰的一系列问题。本文就针对高速切削加工技术进行简要的分析，同时也探讨了高速切削加工技术在数控机床中的应用发展趋势。　　关键词：高速切削加工技术；数控机床；应用　　中图分类号：C37文献标识码：A　　1、高速切削加工技术的概述　　所谓的高速切削（见图1）是在传统刀具切削的基础上发展起来的一种新型切削技术，因此高速切削具有传统切削技

2、术的特点和功能，但是高速切削技术在提高生产率、降低生产成本、提高加工精细程度等方面要优于传统的切削技术。　　　　图1高速切削　　但是高速切削加工中的“高速”只是一个相对的概念，对于不同的加工方法、加工条件和工件材料，数控高速切削加工时所采用的切削速度是不同的，目前在国际上高速切削加工有很多的定义方式，比如德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所提出：高于(5~10)倍的普通切削速度的切削加工则为数控高速切削加工。由于数控数控高速切削加工能够获得很高的生产效率、表面质量和加工精度，因此受到了加工制造业的广

3、泛重视。而高速切削技术是一项复杂的系统工程，因为高速切削技术涉及的领域大而广，如机床结构的设计技术、数控机床的控制系统以及刀具结构的设计和制造技术等。因此，要想充分发挥高速切削技术的优势，需要对各领域内的技术指标进行充分的考虑和定位，实现高速切削技术与各个子系统中相关控制指标的结合，从而确保高速切削技术的可靠性。　　2、高速切削加工的关键技术　　高速切削技术是切削加工的发展方向，也是时代发展的产物。高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，它随着新技术、新材料及新工艺的发展而迈上更高的台阶。我国的高速切削技术

4、起步较晚，直到二十世纪八十年代中后期，我国才开始注意到高速切削技术的巨大发展潜力和应用前景，并着手开始研究。但是通过我国科技工作者的艰苦工作，各项高速切削技术都取得了一些进展，特别是适用于高速切削用刀具材料如陶瓷刀具材料、立方氮化硼刀具等的开发与应用己形成一定规模。　　2.1、高速切削工作原理理　　高速切削技术的应用和发展是以高速切削机理为理论基础的。通过对高速加工中切屑形成机理、切削力、切削热、刀具磨损、表面质量等技术的研究，为开发高速机床、高速加工刀具提供了理论指导。高速切削加工系统主要由可满足高速切削的高速

5、加工中心、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、安全可靠的高速切削cam软件系统等构成，因此，高速加工实质上是一项大的系统工程。随着高速切削加工的应用范围扩大，对新型刀具材料的研究、刀具设计结构的改进、数控刀具路径新策略的产生和切削条件的改善等也有所提高。而且，切削过程的计算机辅助模拟技术也出现了，这项技术对预测刀具温度、应力、延长刀具使用寿命很有意义。　　2.2、高速切削机床　　高速切削技术自身也存在着一些急待解决的问题，如高硬度材料的切削机理、建立高速切削数据库、开发适用于高速切削加工状态的监控技术和绿色制造技

6、术等。高速切削所用的CNC机床、刀具和CAD/CAM软件等，技术含量高，价格昂贵，使得高速切削投资很大，这在一定程度上制约了高速切削技术的推广应用。因此，一个国家高速加工的技术水平、很大程度反映在高速机床的设计制造技术上。在现代机床制造中、机床的高速化是一个必然的发展趋势。在要求机床高速的同时，还要求机床具有高精度和高的静、动刚度。　　2.3、高速切削刀具　　切削刀具的性能在很大程度上会制约高速切削技术的应用和推广。目前，高速切削刀具的国产化也是机械制造行业急需解决的问题。而高速切削对切削刀具的典型特性或要求，对

7、于高精度磨削，径向跳动低于3微米，尽可能小的凸出和悬伸，最大的刚性，尽可能小的刀具弯曲变形和大的芯核直径。另外，尽量使用可转位刀片的刀具，在刀片座和刀片上的保证跳动量小的高精度，主刀片的最大径向跳动为10微米。适合淬硬钢高速切削要求的牌号和槽形。　　2.4、高速切削工艺　　高速切削的工艺技术也是成功进行高速加工的关键技术之一。虽然高速切削则可以直接加工淬火后的材料，在很多情况下可完全省去放电加工工序，消除了放电加工所带来的表面硬化问题，减少或免除了人工光整加工。但是对此操作必须拥有可靠的加工工艺，这主要包括加工轨

8、迹的优化、切削方法和切削参数的选择、刀具材料和刀具几何参数的选择。　　3、高速切削技术在数控机床应用中的技术要求　　3.1、采用电主轴作为数控机床的主轴。主轴单元的设计，是实现高速加工的最关键的技术领域之一，同时也是高速加工机床最为关键的部件。高速切削机床区别于普通机床的关键在于高速主轴单元的设计，高速主轴单元的设计是进行高速切削操作的核心部件。因此，主轴部件的设计要保证