高速切削加工機(jī)床研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

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1、高速切削加工機(jī)床研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)高速切削加工機(jī)床研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)王英飛（天津職業(yè)技術(shù)師范人學(xué)，天津300222）摘要：高速切削機(jī)床由于其高效率、髙精度的特點(diǎn)被廣泛川于機(jī)械加工行業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在高速切削機(jī)床正朝著更高轉(zhuǎn)速、更高切削速度、更高精度、更加智能化的趨勢(shì)發(fā)展。關(guān)鍵字：高效率；高精度；發(fā)展；趨勢(shì)High-speedCultingMachineToolResearchStatusandDevelopmentTrendWANGYing-fei(TianjinUniversityofTechnologyandEducation,Tianjin300222,China)

2、Abstract：Highspeedcuttingmachinetoolsduetoitshighefficiencyandhighprecisionfeaturesarewide1yusedinmechanicalprocessingindustry,withthodevelopmentofeconomy,scienceandtechnology,high-speedcuttingmachinetoolisnowtowardshigherspeed,highercuttingspeed,higherprecision,moreintelligentdevelopmenttrend.Ke

3、ywords：highefficiency；high-precision；clevelopment；trend1、我國高速切削機(jī)床發(fā)展歷史與現(xiàn)狀我國在20世紀(jì)90年代初開始有關(guān)高速切削機(jī)床的研究。研究內(nèi)容包括水泥床身、超高速主軸系統(tǒng)、全陶瓷軸承及磁懸浮軸承、快速進(jìn)給系統(tǒng)、有色金屬及鑄鐵超高速切削機(jī)理與適應(yīng)刀具等方面。通過科技工作者的艱苦工作，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都取得了顯著進(jìn)展。然而，由于種種原因，一些高速加工技術(shù)基礎(chǔ)共性技術(shù)研究沒有得到優(yōu)化、集成和推廣應(yīng)丿1],未能形成系統(tǒng)理論，與國外發(fā)達(dá)國家差距明顯。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)引進(jìn)技術(shù)設(shè)備的帶動(dòng)下，我國高速機(jī)床技術(shù)有了長足進(jìn)步?，F(xiàn)在國內(nèi)10000?15000

4、r/min的立式加工中心、18OOOr/min的臥式加工中心、3500?4000r/min的數(shù)控車床和車削屮心已批量生產(chǎn)，切削速度達(dá)8000r/min的數(shù)控車床也已問世°高速機(jī)床的高檔數(shù)控系統(tǒng)和開放式數(shù)控系統(tǒng)正在深入硏究小，但口前主要還是依賴進(jìn)口。LI前國內(nèi)正逐步開始推廣M用高速切削技術(shù)，主耍是應(yīng)川在航空航天、模具和汽車工業(yè)，加丁鋁合金和鑄鐵較多，采用的刀具以進(jìn)口為主。2、國外高速切削機(jī)床發(fā)展歷史與現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代，世界機(jī)床制造強(qiáng)國德國、日木就在政府強(qiáng)有力的資助下，聯(lián)合眾多機(jī)床制造企業(yè)，共同攻關(guān)，進(jìn)行高速切削機(jī)床各相關(guān)硬件與軟件的開發(fā)，并迅速實(shí)現(xiàn)高速切削機(jī)床的商品化。1993年，漢諾

5、威國際?機(jī)床博覽會(huì)上展出了徳國制造的世界上第一臺(tái)用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的高速加工中心，由此拉開了高速進(jìn)給的序幕，高速切削技術(shù)從此快速走向成熟應(yīng)用階段。目前，徳國的高速立式銃削加工中心實(shí)用化的主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到60OOOr/min,快速進(jìn)給速度X、Y、Z軸均為60m/min,加速度為2.5百，重復(fù)定位精度±1Pmo在研制高速切削機(jī)床的同時(shí)，徳國還在高速切削工藝方血進(jìn)行深入研究，在有色金屬、復(fù)合材料、鑄鐵及模具鋼等高速切削機(jī)理研究方而形成系統(tǒng)理論，以加工效率、加工精度和加工零件表而完整性為冃標(biāo)，對(duì)高速切削工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)指導(dǎo)高速切削生產(chǎn)起到很人作用?？谀居?996年研制岀第一臺(tái)臥式高速切削加工

6、中心，主軸轉(zhuǎn)速30000r/min,最大進(jìn)給速度80m/min,加速度為2g,重復(fù)定位精度±lumo同時(shí)在高速切削丁藝方面進(jìn)行了深入研究，包括高速切削工藝數(shù)據(jù)庫、高速切削丿J具磨損破損機(jī)理、切屑控制、高速切削過程CAD/CAM系統(tǒng)開發(fā)及質(zhì)量控制等，從而加速高速切削技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在國際機(jī)床界產(chǎn)生重人影響。3、高速切削機(jī)床關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)高速切削加工的特殊性對(duì)實(shí)施高速切削加工的機(jī)床提出新的要求：(1)要有一個(gè)適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸單元系統(tǒng)。(2)要有一個(gè)快速反應(yīng)的進(jìn)給系統(tǒng)單元部件和數(shù)控伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。(3)耍冇一個(gè)高速控制器系統(tǒng)。(4)耍冇一個(gè)高效冷卻系統(tǒng)及機(jī)床溫控系統(tǒng)。(5)Hl靠地機(jī)床支承

7、材料及穩(wěn)定的機(jī)床結(jié)構(gòu)。(6)可靠的安全防護(hù)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系。(7)高性能的刀具夾持系統(tǒng)。(1)高速主軸單元高速主軸單元是超高速機(jī)床的核心部件，其性能肓接決定了機(jī)床的超高速加丁性能。高轉(zhuǎn)速下主軸零件離心力作用下產(chǎn)牛振動(dòng)、變形和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦發(fā)熱和大功率內(nèi)裝電機(jī)產(chǎn)生的高溫和變形是影響主軸性能的關(guān)鍵因素，一?般要求主軸具有大功率、高轉(zhuǎn)速、高剛性、高冋I韋I巒度、抗振性好、動(dòng)平衡精度高、良好的熱穩(wěn)定性、先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)和可靠的主軸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這