超高速加工技术 (1)PPT格式课件下载.ppt

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以主轴转速界定：

高速加工的主轴转速10000r/min。

高速加工的概念与特征,高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异,车削（Turing）：

700-7000m/min铣削（Milling）：

300-6000m/min钻削（Drilling）：

200-1100m/min磨削（Grinding）：

50-300m/s镗削（Boring）：

35-75m/min,高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同,1.高速加工切削速度的范围,铝合金（AluminumAlloy）：

1000-7000m/min铜（Cu）：

900-5000m/min钢（Steel）：

500-2000m/min灰铸铁（Graycastiron）：

800-3000m/min钛（Ti）：

100-1000m/min,德国切削物理学家CarlSalmon博士1929年进行了超高速模拟实验。

2.切削理论的提出,图2切削速度变化和切削温度的关系,在1931年4月，根据实验曲线，提出著名的“萨洛蒙曲线”和高速切削理论。

切削力低切削变形小，切屑流出速度加快，切削力比常规降低30-90%，可高质量地加工出薄壁零件；

3.高速加工的特点,材料切除率高单位时间内切除率可提高3-5倍；

图3加工零件,高精度切削激振频率远高于机床系统固有频率，加工平稳、振动小；

减少工序工件加工可在一道工序中完成，称为“一次过”技术（Onepassmachining）。

A为高速切削加工时的热传导过程B为传统加工的热传导过程图4热传导对比图,热变形小温升不超过3C，90%切削热被切屑带走；

图5HSM600U型数控五轴高速加工中心生产厂家：

瑞士Mikron主轴转速：

最高42000rpm主轴功率：

13KW进给速度：

最高40m/min定位精度：

0.008mm重复定位精度：

0.005mm,高速加工技术的发展与应用,图6HSM系列高速五轴联动小型立式加工中心,图9HSM400,加工极高表面光洁度的硬钢HRC62、铝、铜、塑料工件,图7HSM800,图8HSM600,高速切削加工应用

（1）航空航天领域。

大型整体结构件、薄壁类零件和叶轮零件等。

图10波音公司的F15战斗机的起动减速板,铝合金整体零件：

整体零件“掏空”，切除量大零件有薄壁，要求小切削力小直径刀具较长的刀具悬伸,图11高速铣削典型工件,

（2）汽车制造。

（3）模具制造。

生产剃须刀的石墨电极,生产球形柄用的铜电极,图15高速切削加工电火花加工用工具电极,（4）难加工材料领域。

硬金属材料（HRC5562），可代替磨削，精度可达IT5IT6级，粗糙度可达0.21um。

（5）超精密微细切削加工领域。

粗铣整体铝板；

精铣去口；

钻680个直径为3mm的小孔。

时间为32min。

图16高速切削加工医用药盒,高速切削加工的关键技术,1.高速主轴,高速化指标：

dmn值，至少达到1106,电主轴：

交流伺服电动机内置式集成化结构。

转子套装在机床的主轴上，定子安装在主轴单元的壳体中，采用水冷或油冷。

精度高、振动小、噪声低、结构紧凑。

采用的轴承有：

滚动轴承（陶瓷轴承）、磁浮轴承、气体静压轴承、液体静压轴承。

陶瓷球轴承,陶瓷轴承高速主轴结构,磁浮轴承主轴结构,2.快速进给系统,伺服电动机+大导程高速精密滚珠丝杠副；

直流直线电机、交流永磁同步直线电动机、交流感应异步直线电动机的进给系统。

3基座4磁性轨道5直线电机6直线导轨7直线光栅8平台9接口电缆10防护罩图20结构图,3.高性能的CNC控制系统,图21六杆机床（并联机床结构）,4.先进的机床结构,图22德国HSK型刀柄及其联接结构,5.高速切削的刀具系统,刀具角度选择：

表1超高速切削刀具最佳前角和后角推荐值,磨削（Grinding）:

借助于砂轮表面大量磨粒作切削刃去除材料的一种方法。

磨削速度（Grindingspeed）:

指砂轮表面磨粒在工件材料上进行刻划切削的运动速度，通常就是砂轮周边的回转线速度，单位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以上即常规速度五倍以上的高速磨削。

高速磨削加工,1.高速主轴,高速磨削关键技术,图23高速主轴动平衡系统1-信号传送单元2-紧固发兰盘3-内装电子驱动平衡块4-磨床主轴,2.高速磨床结构,图24直线电机驱动高速平面磨床,3.高速磨削砂轮1）要求：

砂轮基体的机械强度必须能承受高速磨削时的磨削力，必须考虑高速离心力作用；

砂轮磨粒突出高度要大，以便能容纳大量的长切屑。

结合剂具有很高的耐磨性，以减少砂轮的磨损；

高度磨削时要安全可靠。

2）材料：

CBN、PCD。

3）结合剂：

多孔陶瓷和电镀镍。

4）结构,4、冷却润滑液及其供液过滤系统,5、主轴轴承,图25高速砂轮典型结构,