三先进制造工艺超高速加工技术PPT文件格式下载.ppt

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这使得切削工时占去了总工时的主要部分，因此，只有提高切削速度和进给速度等，才有可能在因此，只有提高切削速度和进给速度等，才有可能在提高生产率方面出现一次新的飞跃和突破。

这就是超提高生产率方面出现一次新的飞跃和突破。

这就是超高速加工技术高速加工技术（UltraHighSpeedMachining，UHSM）得以迅速发展的历史背景。

得以迅速发展的历史背景。

Technology不同年代切削加工的制造时间及费用不同年代切削加工的制造时间及费用ChinaUniversityofMining&

TechnologySalomon曲线ChinaUniversityofMining&

Technology提高生产率一直是机械制造领域十分关注并为之提高生产率一直是机械制造领域十分关注并为之不懈奋斗的主要目标。

超高速加工不懈奋斗的主要目标。

超高速加工（UHSM）不但成倍提不但成倍提高了机床的生产效率，而且进一步改善了零件的加工高了机床的生产效率，而且进一步改善了零件的加工精度和表面质量，还能解决常规加工中某些特殊材料精度和表面质量，还能解决常规加工中某些特殊材料难以解决的加工问题。

因此，超高速加工这一先进加难以解决的加工问题。

因此，超高速加工这一先进加工技术引起了世界各国工业界和学术界的高度重视。

工技术引起了世界各国工业界和学术界的高度重视。

国内外权威学者认为，如果把数控技术看成是现代制国内外权威学者认为，如果把数控技术看成是现代制造技术的第一个里程碑，那么超高速加工技术就是现造技术的第一个里程碑，那么超高速加工技术就是现代制造技术的第二个里程碑。

代制造技术的第二个里程碑。

高速超高速加工、精密高速超高速加工、精密超精密加工、高能束加工超精密加工、高能束加工和和自动化加工自动化加工构成了当今四构成了当今四大先进加工技术。

大先进加工技术。

Technology（11）航空航天工业领域）航空航天工业领域高速加工在航空航天领域应用广泛，如大型整体结构件、高速加工在航空航天领域应用广泛，如大型整体结构件、薄壁类零件、微孔槽类零件和叶轮叶片等。

国外许多飞机及发薄壁类零件、微孔槽类零件和叶轮叶片等。

国外许多飞机及发动机制造厂已采用高速切削加工来制造飞机大梁、肋板、舵机动机制造厂已采用高速切削加工来制造飞机大梁、肋板、舵机壳体、雷达组件、热敏感组件、钛和钛合金零件、铝或镁合金壳体、雷达组件、热敏感组件、钛和钛合金零件、铝或镁合金压铸件等航空零部件产品。

现代飞机构件都采用整体加工技术，压铸件等航空零部件产品。

现代飞机构件都采用整体加工技术，即直接在实体毛坯上进行高速切削，加工出高精度、高质量的即直接在实体毛坯上进行高速切削，加工出高精度、高质量的铝合金或钛合金等有色轻金属及合金的构件，而不再采用铆接铝合金或钛合金等有色轻金属及合金的构件，而不再采用铆接等工艺，从而可以提高生产效率，降低飞机重量。

等工艺，从而可以提高生产效率，降低飞机重量。

2、超高速加工技术的应用、超高速加工技术的应用ChinaUniversityofMining&

Technology（22）汽车工业领域汽车工业领域高速加工在汽车生产领域的应用主要体现在高速加工在汽车生产领域的应用主要体现在模具和零件模具和零件加工加工两个方面。

应用高速切削加工技术可加工零件的范围相两个方面。

应用高速切削加工技术可加工零件的范围相当广，其典型零件包括：

伺服阀、各种泵和电机的壳体、电机当广，其典型零件包括：

伺服阀、各种泵和电机的壳体、电机转子、汽缸体和模具等。

汽车零件铸模以及内饰件注塑模的制转子、汽缸体和模具等。

汽车零件铸模以及内饰件注塑模的制造正逐渐采用高速加工。

造正逐渐采用高速加工。

Technology（33）模具工具工业领域模具工具工业领域采用高速切削可以直接由淬硬材料加工模具，省去了过采用高速切削可以直接由淬硬材料加工模具，省去了过去机加工到电加工的几道工序，节约了工时。

目前高速切削去机加工到电加工的几道工序，节约了工时。

目前高速切削可以达到很高的表面质量可以达到很高的表面质量（Ra0.4m），省去了电加工后表面省去了电加工后表面研磨和抛光的工序。

另外，切削形成的已加工表面的压应力研磨和抛光的工序。

另外，切削形成的已加工表面的压应力状态还会提高模具工件表面的耐磨程度状态还会提高模具工件表面的耐磨程度（据统计，模具寿命因据统计，模具寿命因此能提高此能提高35倍倍）。

这样，锻模和铸模仅经高速铣削就能完成。

这样，锻模和铸模仅经高速铣削就能完成加工。

复杂曲面加工、高速粗加工和淬硬后高速精加工很有加工。

复杂曲面加工、高速粗加工和淬硬后高速精加工很有发展前途，并有取代电火花加工和抛光加工的趋势。

发展前途，并有取代电火花加工和抛光加工的趋势。

Technology（44）超精密微细切削加工领域超精密微细切削加工领域在在电电路路板板上上，有有许许多多0.5mm左左右右的的小小孔孔，为为了了提提高高小小直直径径钻钻头头的的钻钻刃刃切切削削速速度度，提提高高效效率率，目目前前普普遍遍采采用用高高速速切切削削方方式式。

日日本本的的FANUC公公司司和和电电气气通通信信大大学学合合作作研研制制了了超超精精密密铣铣床床，其其主主轴轴转转速速达达55000r/min，可可用用切切削削方方法法实实现现自自由由曲曲面面的的微微细细加加工工。

据据称称，生生产产率率和和相相对对精精度度均均为为目目前前光光刻刻技技术术领领域域中中的的微微细细加加工工所所不及。

不及。

高高速速切切削削的的应应用用范范围围正正在在逐逐步步扩扩大大，不不仅仅用用于于切切削削金金属属等等硬硬材材料料，也也越越来来越越多多的的用用于于切切削削软软材材料料，如如橡橡胶胶、各各种种塑塑料料、木木头头等等，经经高高速速切切削削后后这这些些软软材材料料被被加加工工表表面极为光洁，比普通切削的加工效果好得多。

面极为光洁，比普通切削的加工效果好得多。

Technology在在超超高高速速运运转转的的条条件件下下，传传统统的的齿齿轮轮变变速速和和皮皮带带传传动动方方式式已已不不能能适适应应要要求求，代代之之以以宽宽调调速速交交流流变变频频电电机机来来实实现现数数控控机机床床主主轴轴的的变变速速，从从而而使使机机床床主主传传动动的的机机械械结结构构大大为为简简化化，形形成成一一种种新新型型的的功功能能部部件件主主轴单元。

轴单元。

3、超高速机床的、超高速机床的“零传动零传动”ChinaUniversityofMining&

Technology在在超超高高速速数数控控机机床床中中，几几乎乎无无一一例例外外地地采采用用了了主主轴轴电电机机与与机机床床主主轴轴合合二二为为一一的的结结构构形形式式。

即即采采用用无无外外壳壳电电机机，将将其其空空心心转转子子直直接接套套装装在在机机床床主主轴轴上上，带带有有冷冷却却套套的的定定子子则则安安装装在在主主轴轴单单元元的的壳壳体体内内，形形成成内内装装式式电电机机主主轴轴（build-inmotorspindle），简简称称“电电主主轴轴”（electorspindle）。

这这样样，电电机机的的转转子子就就是是机机床床的的主主轴轴，机机床床主主轴轴单单元元的的壳壳体体就就是是电电机机座座，从从而而实实现现了了变变频频电电机机与与机机床床主主轴轴的的一一体体化化。

由由于于它它取取消消了了从从主主电电机机到到机机床床主主轴轴之之间间的的一一切切中中间间传传动动环环节节，把把主主传传动动链链的的长长度度缩缩短短为为零零，因因此此，我我们们称称这这种种新新型型的的驱驱动动与与传传动动方式为方式为“零传动零传动”。

Technology（11）加工效率高加工效率高高速切削加工比常规切削加工的切削速度高高速切削加工比常规切削加工的切削速度高510倍，进给速度随切削速度的提高也可相应提高倍，进给速度随切削速度的提高也可相应提高510倍，这样，单位时间材料切除率可提高倍，这样，单位时间材料切除率可提高36倍，倍，因而零件加工时间通常可缩减到原来的因而零件加工时间通常可缩减到原来的1/3，从而提，从而提高了加工效率和设备利用率，缩短生产周期。

高了加工效率和设备利用率，缩短生产周期。

4、超高速加工技术的优越性、超高速加工技术的优越性ChinaUniversityofMining&

Technology（22）切削力小切削力小和常规切削加工相比，高速切削加工的切削力至和常规切削加工相比，高速切削加工的切削力至少可降低少可降低30%，这对于加工刚性较差的零件，这对于加工刚性较差的零件（如细长如细长轴、薄壁件轴、薄壁件）来说，可减少加工变形，提高零件加工来说，可减少加工变形，提高零件加工精度。

同时，采用高速切削时，单位功率材料切除率精度。

同时，采用高速切削时，单位功率材料切除率可提高可提高40%以上，有利于延长刀具使用寿命，通常刀以上，有利于延长刀具使用寿命，通常刀具寿命可提高约具寿命可提高约70%。

Technology（33）热变形小热变形小高高速速切切削削加加工工过过程程极极为为迅迅速速，95%以以上上的的切切削削热热来来不不及及传传给给工工件件，而而被被切切屑屑迅迅速速带带走走，零零件件不不会会因因温温升升而而导导致致弯弯翘翘或或膨膨胀胀变变形形。

因因此此，高高速速切切削削特特别别适适合合于加工容易发生热变形的零件。

于加工容易发生热变形的零件。

Technology（44）加工精度高、加工质量好加工精度高、加工质量好由于高速切削加工的切削力和切削热影响小，使由于高速切削加工的切削力和切削热影响小，使刀具和工件的变形小，保持了尺寸的精确性，另外，刀具和工件的变形小，保持了尺寸的精确性，另外，由于切屑被飞快地切离工件，切削力和切削热影响小，由于切屑被飞快地切离工件，切削力和切削热影响小，因而使工件表面的残余应力小，达到较好的表面质量。

因而使工件表面的残余应力小，达到较好的表面质量。

Technology（55）加工过程稳定加