超高速加工技術(shù)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)優(yōu)選超高速加工技術(shù)目前二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的基本概念高速加工技術(shù)：采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化制造設(shè)備，極大地提高材料的切除率，并保證加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。超高速加工包括超高速切削和超高速磨削。

超高速切削（SuperHigh-speedCutting）:采用比常規(guī)速度高得多的切削速度進(jìn)行加工的一種高效新工藝方法。以切削速度和進(jìn)給速度界定：

高速加工的切削速度和進(jìn)給速度為普通切削的5～10倍。以主軸轉(zhuǎn)速界定：高速加工的主軸轉(zhuǎn)速≥10000r/min。索引目前三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的內(nèi)涵

德國(guó)切削物理學(xué)家薩洛蒙（CarlSalomon）博士于1931年提出的著名切削理論認(rèn)為：一定的工件材料對(duì)應(yīng)有一個(gè)臨界切削速度，在該切削速度下其切削溫度最高。在常規(guī)切削速度范圍內(nèi)，切削溫度溫度隨著切削速度的增加而提高。在切削速度達(dá)到臨界切削速度后，隨著切削速度的增大切削溫度反而下降。目前四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)啟示：如果切削速度能超過切削“死谷”在超高速區(qū)內(nèi)進(jìn)行切削，則有可能用現(xiàn)在的刀具進(jìn)行高速切削，從而大大減少切削工時(shí)，成倍的提高機(jī)床的生產(chǎn)率。薩洛蒙曲線超高速加工的內(nèi)涵目前五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的內(nèi)涵德國(guó)切削物理學(xué)家CarlSalmon博士1929年進(jìn)行了超高速模擬實(shí)驗(yàn)。索引目前六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)V=高速加工切削速度的范圍

高速加工切削速度范圍因不同的工件材料而異◎車削(Turing)：700-7000m/min◎銑削(Milling)：300-6000m/min◎鉆削(Drilling)：200-1100m/min◎磨削(Grinding)：50-300m/s

◎鏜削（Boring）：35-75m/min

高速加工切削速度范圍隨加工方法不同也有所不同◎鋁合金(AluminumAlloy)：1000-7000m/min◎銅(Cu)：900-5000m/min◎鋼(Steel)：500-2000m/min◎灰鑄鐵(Graycastiron)：800-3000m/min◎鈦(Ti)：100-1000m/min索引目前七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的特點(diǎn)切削力低

切削變形小，切屑流出速度加快，切削力比常規(guī)降低30-90%，可高質(zhì)量地加工出薄壁零件；材料切除率高

單位時(shí)間內(nèi)切除率可提高3-5倍；圖加工零件目前八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的特點(diǎn)加工能耗低

超高速切削時(shí)，單位功率的金屬切除率顯著增大。如克希德飛機(jī)制造公司的鋁合金超高速銑銷，主軸轉(zhuǎn)速?gòu)?000r/min提高到20000r/min，切削力減少了30%，金屬切除率提高了3倍，工件的制造時(shí)間短，從而提高了能源和設(shè)備的利用率，適用于材料切除率要求大的場(chǎng)合，如汽車、模具和航天航空等制造領(lǐng)域。工藝系統(tǒng)振動(dòng)小

在超高速加工中，由于機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高，激勵(lì)振動(dòng)的頻率遠(yuǎn)離機(jī)床固有振動(dòng)頻率，因此可使工藝振動(dòng)減小，提高加工質(zhì)量。目前九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)超高速加工的特點(diǎn)高精度

切削激振頻率遠(yuǎn)高于機(jī)床系統(tǒng)固有頻率，加工平穩(wěn)、振動(dòng)??；減少工序

工件加工可在一道工序中完成，稱為“一次過”技術(shù)（Onepassmachining）。

A為高速切削加工時(shí)的熱傳導(dǎo)過程

B為傳統(tǒng)加工的熱傳導(dǎo)過程圖熱傳導(dǎo)對(duì)比圖熱變形小

溫升不超過3oC，90%切削熱被切屑帶走；索引目前十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)

圖

HSM600U型數(shù)控五軸高速加工中心

生產(chǎn)廠家：Mikron

主軸轉(zhuǎn)速：最高42000rpm主軸功率：13KW

進(jìn)給速度：最高40m/min

定位精度：0.008mm

重復(fù)定位精度：0.005mm超高速加工的應(yīng)用目前十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)圖

HSM400加工極高表面光潔度的硬鋼HRC62、鋁、銅、塑料工件圖

HSM800圖

HSM600超高速加工的應(yīng)用目前十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)（1）模具制造

圖采用高速加工縮短模具制作周期（日產(chǎn)汽車公司）與最終尺寸差值/mm加工時(shí)間100%粗加工精加工手工精修傳統(tǒng)加工方法高速切削少量手工精修0.11100.00010.01超高速加工的應(yīng)用目前十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)b）高速模具加工的過程圖兩種模具加工過程比較1硬化毛坯→2粗銑→3半精銑→4精銑→5手工磨修

a）傳統(tǒng)模具加工的過程1毛坯→2粗銑→3半精銑

→

4熱處理

→5電火花加工→6精銑→7手工磨修

電極制造目前十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)

（2）汽車制造專用機(jī)床5軸×4工序=20軸（3萬(wàn)件/月）剛性（零件、孔數(shù)、孔徑、孔型固定不變）1234鉆孔表面倒棱內(nèi)側(cè)倒棱鉸孔表面和內(nèi)側(cè)倒棱高速鉆孔高速加工中心1臺(tái)1軸1工序（3萬(wàn)件/月）柔性（零件、孔數(shù)、孔徑、孔型可變）圖汽車輪轂螺栓孔高速加工實(shí)例（日產(chǎn)公司）超高速加工的應(yīng)用目前十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)

（3）難加工材料領(lǐng)域

硬金屬材料（HRC55～62），可代替磨削，精度可達(dá)IT5~IT6級(jí)，粗糙度可達(dá)0.2～1um

（4）超精密微細(xì)切削加工領(lǐng)域。粗銑整體鋁板；精銑去口；鉆680個(gè)直徑為3mm的小孔。時(shí)間:32min。圖

高速切削加工醫(yī)用藥盒索引超高速加工的應(yīng)用目前十六頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)（1）高速主軸

當(dāng)前，主軸高速在結(jié)構(gòu)上幾乎全部采用主軸電動(dòng)機(jī)與主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式，簡(jiǎn)稱電主軸，交流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置式集成化結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子套裝在機(jī)床的主軸上，定子安裝在主軸單元的殼體中，采用水冷或油冷循環(huán)系統(tǒng)使主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持恒定的溫度。這樣的主軸結(jié)構(gòu)精度高、振動(dòng)小、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊。

采用的軸承有：滾動(dòng)軸承（陶瓷軸承）、磁浮軸承、氣體靜壓軸承、液體靜壓軸承。

高速化單元是高速加工機(jī)床最關(guān)鍵的部件。在超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，傳統(tǒng)的齒輪變速和皮帶傳動(dòng)方式已不能適應(yīng)要求，為適應(yīng)這種切削加工，高速主軸應(yīng)具有先進(jìn)的主軸結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的主軸軸承、良好的潤(rùn)滑和散熱系統(tǒng)等。高速化指標(biāo)：dn值，至少達(dá)到1×106進(jìn)給速度在10m/min以上

超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)目前十七頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)陶瓷球軸承圖

陶瓷軸承高速主軸密封圈電主軸陶瓷球軸承冷卻水冷卻水陶瓷軸承高速主軸結(jié)構(gòu)圖

陶瓷軸承高速主軸旋轉(zhuǎn)變壓器目前十八頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)前輔助軸承電主軸雙面軸向推力軸承前徑向軸承后徑向軸承后輔助軸承前徑向傳感器后徑向傳感器軸向傳感器圖

磁浮軸承高速主軸磁浮軸承主軸結(jié)構(gòu)目前十九頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)放大器電磁鐵（定子）傳感器轉(zhuǎn)子

圖

磁懸浮軸承工作原理控制器目前二十頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)（2）快速進(jìn)給系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)+大導(dǎo)程高速精密滾珠絲杠副；直流直線電機(jī)、交流永磁同步直線電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)異步直線電動(dòng)機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)。3基座4磁性軌道5直線電機(jī)6直線導(dǎo)軌7直線光柵8平臺(tái)9接口電纜10防護(hù)罩

圖

結(jié)構(gòu)圖超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)（3）高性能的CNC控制系統(tǒng)（4）先進(jìn)的機(jī)床結(jié)構(gòu)用于高速加工的CNC控制系統(tǒng)必須具有很高的運(yùn)算速度和運(yùn)算精度以及快速響應(yīng)的伺服控制，以滿足高速及復(fù)雜型腔的加工要求。為了適應(yīng)粗、精加工，輕重切削負(fù)荷和快速移動(dòng)的要求，同時(shí)要保證高精度和高速切削，機(jī)床床身必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度和高的阻尼特性及熱穩(wěn)定性。超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)（5）高速切削的刀具系統(tǒng)工件材料最佳前角數(shù)值最佳后角數(shù)值鋁合金12°~15°13°~15°銅材0°~5°12°~16°鑄鐵0°12°銅合金8°16°纖維強(qiáng)化復(fù)合材料20°15°~20°表

超高速切削刀具最佳前角和后角推薦值索引超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)磨削(Grinding):借助于砂輪表面大量磨粒作切削刃去除材料的一種方法。磨削速度(Grindingspeed):指砂輪表面磨粒在工件材料上進(jìn)行刻劃切削的運(yùn)動(dòng)速度，通常就是砂輪周邊的回轉(zhuǎn)線速度，單位m/s。高速磨削(High-speedgrinding):磨削速度在100m/s以上。超高速磨削(Superhigh-speedgrinding):150m/s以上即常規(guī)速度五倍以上的高速磨削。高速磨削的基本概念目前二十四頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)圖高速主軸動(dòng)平衡系統(tǒng)1-信號(hào)傳送單元2-緊固發(fā)蘭盤3-內(nèi)裝電子驅(qū)動(dòng)平衡塊4-磨床主軸

高速磨削的關(guān)鍵技術(shù)（1）高速主軸目前二十五頁(yè)\總數(shù)二十七頁(yè)\編于九點(diǎn)圖直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速平面磨床（2）高速磨床結(jié)構(gòu)高速磨削的關(guān)鍵技術(shù)目