高速切削加工技術(shù)介紹

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1、高速切削加工技術(shù)介紹高速切削加工技術(shù)是一種用比常規(guī)切削高得多的切削速度進(jìn)行切削加工的高效新技術(shù)，高速切削加工可用于加工有色金屬、鑄鐵、鋼、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料等，還可以用于切削加工各種難加工材料．現(xiàn)在，高速切削技術(shù)已漸趨成熟，并開始在制造領(lǐng)域中大顯身手。高速機(jī)床的單元技術(shù)和整機(jī)水平正在逐步提高。技術(shù)基礎(chǔ)雄厚的機(jī)床廠推出了多種高速、高精度的機(jī)床產(chǎn)品，并且在航空航天制造、汽車工業(yè)和模具制造、輕工產(chǎn)品制造等重要工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)造了驚人的效益。高速切削技術(shù)和高速加工機(jī)床越來越多地受到工業(yè)部門的青睞。高速切削加工的概念和特點(diǎn)：1．高速切削歷史與現(xiàn)狀高速切削的起源可追溯到

2、20世紀(jì)20年代末期。德國的切削物理學(xué)家薩洛蒙（Carl壓lomon）博士于1929年進(jìn)行了超高速切削模擬試驗(yàn)。1931年4月發(fā)表了著名的超高速切削理論，提出了高速切削假設(shè)。薩洛蒙指出：在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的增大而提高對(duì)于每一種工件材料，存在一個(gè)速度范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，當(dāng)切由于切削溫度太高，任何刀具都無法承受，切削加工不可能進(jìn)行。但是，切削速度進(jìn)一步提高，超過這個(gè)速度范圍后（切削溫度反而降低。同時(shí)，切削力也會(huì)大幅度下降。按照他的假設(shè)，在具有一定速度的高速區(qū)進(jìn)行切削加工，會(huì)有比較低的切削溫度和比較小的切削力，有可能用現(xiàn)有的刀具進(jìn)

3、行超高速切削，從而大幅度減少切削時(shí)間，成倍地提高機(jī)床的生產(chǎn)率。美國于1960年前后開始進(jìn)行超高速切削試驗(yàn)。試驗(yàn)將刀具裝在加農(nóng)炮里，從滑臺(tái)上射向工件；或?qū)⒐ぜ?dāng)作子彈射向固定的刀具。1977年美國在一臺(tái)帶有高頻電主軸的加工中心上進(jìn)行了高速切削試驗(yàn)，其主軸轉(zhuǎn)速可以在180～18000r/min范圍內(nèi)無級(jí)變速，工作臺(tái)的最大進(jìn)給速度為7.6m/min。1979年美國防衛(wèi)技術(shù)研究總署（DARPA）發(fā)起了一項(xiàng)“先進(jìn)加工研究計(jì)劃”，研究切削速度比塑性波還要快的超高速切削，為快速切除金屬材料提供科學(xué)依據(jù)。在德國，1984年國家研究技術(shù)部組織了以Darmstadt工業(yè)

4、大學(xué)的生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所PTW）為首，包括41家公司參加的兩項(xiàng)聯(lián)合研究計(jì)劃，全面而系統(tǒng)地研究了超高速切削機(jī)瓜刀具、控制系統(tǒng)以及相關(guān)的工藝技術(shù)，分別對(duì)各種工件材料（鋼、鑄鐵、特殊合金、鋁合金、鋁鑲鑄造合金、銅合金和纖維增強(qiáng)塑料等）的超高速切削性能進(jìn)行了深入的研究與試驗(yàn)，取得了切削熱的絕大部分被切屑帶走國際公認(rèn)的高水平研究成果，并在德國工廠廣泛應(yīng)用，獲得了好的經(jīng)濟(jì)效益。日本于20世紀(jì)60年代就著手超高速切削機(jī)理的研究。日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)在超高速切削時(shí)，工件基本保持冷態(tài)，其切屑要比常規(guī)切屑熱得多。日本工業(yè)界35善于吸取各國的研究成果并及時(shí)應(yīng)用到新產(chǎn)品開發(fā)中去，

5、尤其在高速切削機(jī)床的研究和開發(fā)方面后來居上，現(xiàn)已躍居世界領(lǐng)先地位。進(jìn)人20世紀(jì)90年代以來，以松浦（Matsuora）、牧野(Makino）、馬扎克（Mazak）和新瀉鐵（Niigata）等公司為代表的一批機(jī)床制造廠，陸續(xù)向市場推出不少超高速加工中心和數(shù)控銑床，日本廠商現(xiàn)已成為世界上超高速機(jī)床的主要提供者.我國早在20世紀(jì)50年代就開始研究高速切削，但由于各種條件限制，進(jìn)展緩慢。近10年來成果顯著，至今仍有多所大學(xué)、研究所開展了高速加工技術(shù)及設(shè)備的研究。2切削速度范圍的劃分根據(jù)高速切削機(jī)理的研究結(jié)果，當(dāng)切削速度達(dá)到相當(dāng)高的區(qū)域時(shí)，切削力下降，工件的溫

6、升低，熱變形小，刀具的耐用度提高等。高速切削不僅可以大幅度提高單位時(shí)間材料切除率．而且還會(huì)帶來一系列的其他優(yōu)良特性。高速切削的速度范圍定義在這樣一個(gè)給切削加工帶來一系列優(yōu)點(diǎn)的區(qū)域。這個(gè)切削速度區(qū)比傳統(tǒng)的切削速度高得多，因此也稱超高速切削．通常，考慮到刀具直徑和轉(zhuǎn)速等因素，人們習(xí)慣于用切削加工最大線速度來描述切削速度，單位是m/min（米／分鐘）．另一方面，由于機(jī)床主軸是提供高轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵部件，為了更直觀和形象地表示建度，特別是描述機(jī)床的速度，也有用不同情況下的主軸轉(zhuǎn)速來劃定高速切削范圍。各國對(duì)超高速切削的速度范圍迄今尚未作出明確統(tǒng)一的規(guī)定，但是通常把切

7、削速度比常規(guī)高出5-10倍以上的切削加工叫做高速切削或超高速切削。①按不同加工工藝規(guī)定的高速切削范圍。車削700一7000m/min；銑削300一6000m/mln：鉆削200-1100m/mm．磨削150-360m/s．這種劃分比常規(guī)切速幾乎提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且還有繼續(xù)提高的趨勢(shì)．②按加工不同材料劃定高速切削范圍。德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)的生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所（PTw）在20世紀(jì)80年代對(duì)鋼、鑄鐵、鎳基合金、鈦合金、鋁合金、銅合金和纖維增強(qiáng)塑料等材料分別進(jìn)行高速切削試驗(yàn)，得到上述七種材料適合于高速切削的速度范圍（如圖2-24所其研究結(jié)果得到

8、了國際上的公認(rèn)，至今仍是大家認(rèn)可的高速切削速度。3.高速切削的優(yōu)勢(shì)：高速切削加工技術(shù)和常規(guī)切削相比，具有以下