高速加工技术论文

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磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析

磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析

磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术,已在各个领域得到广泛应用。

本文将从超高速磨削的基本原理入手,分析其优势,探讨其在建筑领域的应用前景。

二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面,以达到高精度加工的一种技术。

它与传统的磨削技术不同之处在于,超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间,较传统的磨削转速快得多。

这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率,同时还能够获得更高的精度和光洁度。

三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快,磨削力大,可以快速去除工件表面杂质,得到更加精细的加工表面,精度可达到0.005mm以下。

2. 效率高由于砂轮转速快,磨削力大,超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。

工件加工时间可以降低30%以上,大幅提高生产效率。

3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长,能够在保证加工效率的情况下,延长更换周期,降低磨具成本。

4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术,可适用于各种材料的加工,包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。

5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料,减少了对环境的污染。

四、应用前景在建筑领域,超高速磨削技术可以用于加工各类构件。

它能够大幅节约加工时间,提高生产效率。

同时,它还能精细加工各类构件表面,达到工艺标准,节约原材料,降低生产成本。

在未来,超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。

五、案例分析1. XXX公司的构件加工中,采用超高速磨削技术,成功优化了加工效率,降低了产品成本,得到了客户的一致好评。

2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中,减少了加工时间,提高了钢筋的精度和尺寸的一致性,受到了建筑公司的赞扬。

3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件,成功提高了构件的表面精度和光洁度,降低了产品的废品率,提高了客户的满意度。

4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件,减少了加工时间,提高了精度和表面光洁度,获得了广泛应用。

毕业设计(论文)-基于刀具寿命的高速切削参数优化研究[管理资料]

毕业设计(论文)-基于刀具寿命的高速切削参数优化研究[管理资料]

摘要高速切削加工是近几十年来迅速发展起来的先进制造技术,以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征,具有综合效益好、对市场响应速度快的能力。

而切削参数的优化选择是高速加工工艺研究中的重要内容,对高速加工技术的发展和应用有着重要的意义。

切削参数的选择直接影响到产品的质量、生产率、加工成本等。

实际加工中影响切削参数的因素较多并且相互制约,因而确定最佳的加工参数较为困难。

本文将灰色关联分析和模糊控制运用于加工参数优化选择,进而得到最优的加工参数组合。

针对不同的加工参数组合,实施了高速切削实验,获得了刀具磨损的数据。

通过对实验数据进行灰色关联分析和模糊控制分析,明确了切削速度、进给量、轴向切削深度和径向切削深度等切削参数对刀具寿命和材料去除率的影响规律。

最后通过试验验证,使用本论文提出的方法得到的切削参数的优化组合,高速侧铣加工的性能特性刀具寿命和金属材料的去除率同时得到了改善。

经优化的切削参数与最初的切削参数相比,刀具寿命和材料去除率分别提高了。

关键词:高速加工,切削参数,材料去除率,刀具寿命,灰色关联,模糊控制目录第一章绪论 5 高速切削技术的简介 5高速切削的特点5高速加工的关键技术 6高速切削技术的研究概况 6国外高速切削技术研究概况 6国内高速切削技术的研究状况 7课题的研究内容及其研究现状 8课题的研究意义9课题的研究现状9课题的研究内容 9论文架构9第二章高速加工试验设计10刀具磨损理论基础 10刀具磨损的概念与磨损的形式10刀具磨损的形成机理 10影响刀具磨损的因素 11刀具的磨损过程 12刀具磨损量的测量 13材料的去除率 13试验设计基础 13高速加工试验设计 14试验设计思路 14试验设备及材料 14试验设计 15第三章灰色系统和模糊控制理论 17灰色系统理论简介 17灰色系统的基本概念 17灰色系统的基本原理 18灰色系统理论与传统数理统计相比的优点 19模糊控制理论 20模糊现象及模糊概念 20模糊控制的特点 21几种不确定性方法的比较 21灰色关联分析的操作 22数据的归一化 22灰色关联系数的计算 23模糊逻辑 23模糊集合的定义 23 .确定隶属函数的方法 23常见隶属函数的图形 24模糊逻辑推理 24解模糊判决25第四章切削参数优化26灰色关联分析 26模糊控制 27切削参数的优化组合 29试验验证29第五章结论与未来展望30结论 30未来展望 30谢辞参考文献第一章绪论机械制造业是科学技术物化的基础,是高新技术产业化的载体,是国防建设的基础工业,也是为提高人民生活质量提供消费类机电产品的行业,是一个国家和地区工业化水平的标志,在国民经济发展中有着非常重要的地位。

数控技术毕业论文范文3篇

数控技术毕业论文范文3篇

数控技术毕业论⽂范⽂3篇计算机毕业论⽂-数控技术和装备发展趋势及对策计算机毕业论⽂摘要:简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加⼊WTO和对外开放进⼀步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提⾼我国制造业信息化⽔平和国际竞争能⼒的重要性,并从战略和策略两个层⾯提出了发展我国数控技术及装备的⼏点看法。

装备⼯业的技术⽔平和现代化程度决定着整个国民经济的⽔平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴⾼新技术产业和尖端⼯业(如信息技术及其产业、⽣物技术及其产业、航空、航天等⼯业产业)的使能技术和最基本的装备。

马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于⽣产什么,⽽在于怎样⽣产,⽤什么劳动资料⽣产”。

制造技术和装备就是⼈类⽣产活动的最基本的⽣产资料,⽽数控技术⼜是当今先进制造技术和装备最核⼼的技术。

当今世界各国制造业⼴泛采⽤数控技术,以提⾼制造能⼒和⽔平,提⾼对动态多变市场的适应能⼒和竞争能⼒。

此外世界上各⼯业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重⼤措施来发展⾃⼰的数控技术及其产业,⽽且在“⾼精尖”数控关键技术和装备⽅⾯对我国实⾏封锁和限制政策。

总之,⼤⼒发展以数控技术为核⼼的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提⾼综合和国家地位的重要途径数控技术是⽤数字信息对机械运动和⼯作过程进⾏控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电⼀体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加⼯、传输技术;(3)⾃动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势数控技术的应⽤不但给传统制造业带来了⾰命性的变化,使制造业成为⼯业化的象征,⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤,他对国计民⽣的⼀些重要⾏业(IT、汽车、轻⼯、医疗等)的发展起着越来越重要的作⽤,因为这些⾏业所需装备的数字化已是现展的⼤趋势。

高速切削刀具在数控加工应用论文

高速切削刀具在数控加工应用论文

高速切削刀具在数控加工中的应用[摘要]:随着科学技术水平的不断提高,作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。

本文结合高速切削技术的发展现状,阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。

[关键词]:高速切削刀具数控加工应用中图分类号:tg659文献标识码:tg文章编号:1009-914x(2013)01- 0239-01一、高速切削技术和高速切削刀具目前,切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。

其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德国的c.s~omom博士提出的,并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。

该理论的核心是:在常规的切削速度范围内,切削温度随着切削速度的增大而提高,当到达某一速度极限后,切削温度随着切削速度的提高反而降低。

此后,高速切削技术的发展经历了以下4个阶段:高速切削的设想与理论探索阶段(193l—l971年),高速切削的应用探索阶段(1972-1978年),高速切削实用阶段(1979--1984年),高速切削成熟阶段(20世纪90年代至今)。

高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点:第一,生产效率提高3~1o倍。

第二,切削力降低30%以上,尤其是径向切削分力大幅度减少,特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。

第三,切削热95%被切屑带走,特别适合加工容易热变形的零件。

第四,高速切削时,机床的激振频率远离工艺系统的固有频率,工作平稳,振动较小,适合加工精密零件。

高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。

刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一,不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设,完全不起作用。

由于高速切削的切削速度快,而高速加工线速度主要受刀具限制,因为在目前机床所能达到的高速范围内,速度越高,刀具的磨损越快。

数控高速切削加工技术发展应用论文

数控高速切削加工技术发展应用论文

论数控高速切削加工技术的发展与应用研究摘要随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高,我国的加工技术取得了较大程度上的进步,并逐渐成熟,为我国国民经济的发展以及工业水平的提高做出重要贡献。

在众多加工技术当中,数控高速切削加工技术具有一定的典型性,同时又具有较高的优越性,它能够在很大程度上对加工效率以及加工质量进行提升,目前状况下,数控高速切削加工技术已经得到了较为广泛的应用。

本文主要针对数控高速切削加工技术的发展与应用进行研究与分析。

关键词高速切削加工技术关键技术应用研究前言近几年来,我国经济发展迅速,各种新科学、新技术、新工艺层出不穷,应用于生产生活的方方面面,极大的促进了我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高。

数控高速切削加工技术便是其中一种,它是目前状况下能够有效提高加工效率以及加工质量的先进制造技术之一,国内外有诸多的学者着力于这一技术的研究,并取得了不小的突破。

而就我国而言,我国是一个制造大国,但我国所接受的产业转移,目前仍然以中后段较多,这对我国制造业的发展起到一定的阻碍作用。

因此,我们应该充分结合国情,在世界产业的转移中,要占据主动地位,接受前端产业,掌握有效的、先进的核心技术,只有这样,才能促进我国制造业的可持续发展。

而数控高速切削加工技术无疑属于前端产业之一。

一、数控高速切削加工的含义高速切削理论的最先提出者为德国著名物理学家carl.j.salomon,他在做了大量试验的基础之上,最终提出了如下结论:保证切削速度处于正常的范围,如果将切削速度进行一定程度的提高,则切削温度也会随之上升,而在这种情况之下,切削工具更易受到高温而发生磨损;但是,这不是绝对的,如果切削速度逐渐提高,并达到一定的值之后,即使切削速度发生很大幅度的提高,切削温度仍然保持原先的状态甚至会出现一定程度的下降。

这一发现的意义是巨大的,只要将切削速度提高到一定的值,不仅减少了切削工具的损耗,而且也能够对加工效益进行有效的提高。

超精密制造技术论文

超精密制造技术论文

超精密制造技术论文精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,店铺整理了超精密制造技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 超精密制造技术论文篇一超精密加工技术浅析[摘要] 精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域,而精密和超精密加工技术是先进制造技术中最具有实质性的重要组成部分,它是先进制造技术的基础与关键,是衡量一个国家工业水平及科学技术水平的重要标志之一。

超精密加工技术的发展促进了机械、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

[关键词] 精密和超精密加工技术半导体制造技术1、概述目前,在工业发达国家中,一般工厂能稳定掌握的加工精度是lμm,与此相应,通常将加工精度在0.1―1μm,加工表面粗糙度在Ra0.02―0.1μm之间的加工方法称为精密加工,而将加工精度高于0.1μm,加工表面粗糙度小于Ra0.01pm的加工方法称为超精密加工。

现代机械工业之所以要致力于提高加工精度,其主要的原因在于:提高制造精度后可提高产品的性能和质量,提高其稳定性和可靠性;促进产品的小型化,增强零件的互换性,提高装配生产率,并促进自动化装配。

超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要地位。

例如:对于导弹来说,具有决定意义的是导弹的命中精度,而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。

制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备【1】。

例如:美国民兵m型洲际导弹系统陀螺仪的精度为0.03°一0.05°/h,其命中精度的圆概误差为500m,而MX 战略导弹(可装载10个核弹头)制导系统陀螺仪比民兵m型导弹高出一个数量级,从而保证命中精度的圆概率误差只有50~150m。

如果1kg重的陀螺转子,其质量中心偏离其对称轴0.5nm,则会引起100m的射程误差和50m的轨道误差。

惯性仪表中有许多零件的制造精度都要求达到小于微米级。

数控技术毕业论文通用9篇

数控技术毕业论文通用9篇
未来发展方向建议篇一
1、高速化和高精度化
质量、效率是优良制造技术的关键。

高速和高精的加工技术会大大提高效率,同时也会提高产品档次和质量,并缩短生产的周期以及增强市场的竞争能力
2、多轴联动的加工与复合的加工
使用这种5轴联动来对三维曲面的零件进行加工,还可用刀具的最佳的几何形状来进行切削,这样光洁度很高,同时效率也提高了。

3、网络化、开放式、智能化
大量的采用计算机技术与网络通信的技术,这样机床制造厂商就可以通过远程技术体系,以此来实现工况的信息传输、查询、存储和显示,甚至是远程的智能诊断。

4、高柔性化
所谓柔性也就是数控设备对适应加工的对象变化的能力。

随着数控车床的发展,对加工对象变化有了很较强的适应性,并朝着单元的柔性化与系统的柔性化这个方向发展。

5、绿色化
在当今世纪,数控车床应该把重心放在节能与环保上,也就是要努力做到切削加工的工艺绿色化。

而且绿色制造这种趋势将使得我国把环保节能车床的发展放在重要位置,来为我们将来占领更广泛的世界市场做准备。

关于高速切削工艺的分析


1高速切削的优点
目前 , 合 高 速 切 削 的 工 件 材 料 有 铝 适 合金、 合金、 合金、 锈钢 、 硬钢 、 钛 铜 不 淬 石 墨 和 石 英 玻 璃 等 。 空 制 造 业 、 具 制 造 航 模 业 、 车 制 造 业 等 行 业 均 已积 极 采 用 高 速 汽 切 削加 工 技 术 。 速 切 削 技 术 逐 渐 应 用 于 高 加 工铸 铁 和 硬 铝 合 金 , 其 是加 工 大 型覆 尤
盖件冲压模 、 模、 铸模和注射模 , 锻 压 目的 是 在 减 少加 工时 问和 研 制 时 间 的 同时 提 高 尺 寸 公差 和 表 面 一 致性 。 在 , 统切 削工 现 传 艺 能 够加 工的 工 件 材 料 高 速 切 削 几乎 都 能 2 2 切 削路径 的选择 与优 化 . 加 工 , 传 统 切 削 工 艺 很 难 加 工 的 工 件 材 而 在 高 速 切 削 加 工 中 , 了 刀 具 材 料 和 除 料 在 高 速 切 削条 件 下 将 变 得 易 于 切 削 。 高 刀具 几 何 参 数 的 选 择 外 , 要 对 不 同 的 零 还 速切 削时 对 不 同 工 件材 料 要 选 用 与 其 合 理 件 特 征 采 用 不 同 切 削路 径 才 能 得 到 更 好 的 匹 配的 刀 具 材 料和 适 应 的加 工 方 式 等 切 削 切 削效 果 。 削 路 径 的 优 化 的 目 的是 提 高 切 条件 , 才能 获 得 最 佳 的 切 削效 果 。 目前 国 际 刀具 耐 用 度 , 高 切 削 效 率 , 得 最 小 的加 提 获 上 高 速 切 削 加 工 技 术 主 要 应 用 干 汽 车 工 工 变 形 , 高 机 床 走 刀利 用 率 。 分 发挥 高 提 充 业 、 具 行 业 、 空航 天 行 业 , 其 是 在 加 速 加 工 的 优 势 。 模 航 尤 工 复 杂 曲 面 的 领 域 , 件 本 身 或 刀 具 系 统 2 3高速 切 削的 工序 工 . 刚 性 要 求 较 高 的 加 工 领 域 , 示 了 强 大 的 显 高 速 切 削 的 工 序 一 般 应 遵 循 以 下 原 功能 。 则 : 量减少刀具数 量 ; 把 刀具装夹后 , 尽 一 高 速 切 削 不 仅提 高 了 对机 床 、 具 、 夹 刀 应 完 成 其 所 能 进 行 的 所 有 加 工 部 位 ; 精 粗 具 和 刀柄 的 要 求 , 时 也 要 求 改 进 刀具 路 加 工 的 刀 具 应 分 开 使 用 , 使 是 相 同 尺 寸 同 即 径 策略 , 为若 路 径 不 合 理 , 切 削过 程 中 规 格 的 刀 具 ; 铣 后 钻 ; 进 行 曲 面 精 加 因 在 先 先 就会 引起 切 削 负荷 的 突 变 , 从而 给 零 件 、 机 工 , 后进 行 二 维 轮 廓 精 加 工 ; 可 能 的 情 况 在 床 和 刀具 带来 冲击 , 坏加 工 质量 , 伤 刀 下 , 尽 可 能 利 用 数 控 机 床 的 自动 换 刀 功 破 损 应 具 。 高速 切 削 中 由于 切 削 速 度 和 进 给 速 能 , 提 高 生 产 效 率 等 。 在 以 度 都 很 快 , 种 损 害 比 在 普 通 切 削 中要 严 这 2. . 3 1粗 加 工 重的多。 因此 , 必须 研 究 适 合 高 速 切 削 的路 粗 加 工 的 主 要 目标 是 追 求 单 位 时 间 内 径 , 切 削 过 程 中切 削 负 荷 的 突 变 降 至 最 的 材 料 去 除 率 , 为 半 精 加 工 准 备 工 件 的 将 并 低。 可以 说 , 高速 切 削 机 床 只 有 有 了合 理 的 几 何 轮 廓 。 速 加 工 中 的 粗 加 工 所 应 采 取 高 高 速 刀具 轨 迹 才 能 真 正 获 得 最 大 效 益 。 的 工 艺 方 案 是 高切 削 速 度 、 进 给 率 和 小 高 切 削 用 量 的 组 合 。 铣 刀具 路 径 , 于 深 度 插 对 2高速切削的工艺 . 很 深 的 腔 体 的 粗加 工 可采 用 插 铣 的 方 法 来 2 I切削 参数 的选择 . 进行 , 因为 腔 体 很 深 时 , 要 很 长 的 刀 具 , 需 高 速铣 削加 工用 量 的 确 定 主要 考 虑加 这 时 刀具 的 刚 性 很 差 , 常 规 的 切 削路 线 按 工效 率 、 工 表 面 质 量 、 加 刀具 磨 损 以 及加 工 切 削 刀具 易变 形 , 且 也 易产 生 振 动 , 响 而 影 成 本 。 同 刀具 加 工 不 同工 件 材 料 时 , 工 加 工 质 量 和 效 率 , 用 插 铣 的 轨 迹 正 好 可 不 加 采 用量会有 很大差异 , 目前 尚无 完 整 的 加 工 解 决 这 一 问题 。 数 据 。 常 , 着 切 削速 度 的 提 高 , 工 效 通 随 加 加 工 模 具 型 芯 时 , 尽 量 先 从 工 件 外 应 率提高, 刀具 磨 损加 剧 , 较 高 的每 齿进 给 部 下 刀然 后 水 平 切 入 工件 。 除 刀具 切 入 、 出 切

浅析模具高速加工工艺及编程技术


12 半 精加 工 .
1 模具高速 加工工艺
11 粗 加 工 .
模具半精加工 的主要 目地是就是使工件获得好 的轮廓形状 , 于工具钢模具 , 对 均匀的表面精加工余 量尤其的重要 。精加工时刀具切削层 面积 的变化及 刀具载荷的变化都与加工余量相关 ,最终将影响切 削过程 中的稳定性及工件表面质量。因此对于半精 加工策略的优化 ,能够保 证加工后工件表面产生均 匀的剩余加工余量。 现有 的 C DC M软件一般都具 A /A 有对剩余加工余量进行分析的功能 ,并能及时根据 剩余加工余量的具体情况采取合理的加工策略 。

2 模具高速 加工 中的 N C编 程策略
图 1 粗加工时工件 轮廓 形状 对刀 具载荷 产生的 影响
收稿 日期 :0 2 0 — 5 2 1 - 1 1
高速加工的成功实现不仅取决 于高速 主轴 、 N CC
作者简介: 谭文平(92 , 工程师 , 17一)男, 主要从事汽车覆盖件、 电脑机壳、 消费性电子类产品及模具相关技术方面的研究与管理。
2 7 3
E up n Ma u a tig T c n lg . 2 1 q i me t n f crn e h oo y No4, 0 2
系统 、 专用刀具 , 以及特殊的加工工艺和加工控制方 刀具轨迹编辑优化及裁剪修复 、 刀具轨迹验证等 , 能
法等旧 -, 素3 更有其他诸多 因素的影响。因此对工艺 够保证高速加工的顺利实现 , 7 1 获得 良好的工件质量 。
过程进行优化时 , 为消除刀具的非正常磨损 , 对金属 模具高速加工优化 N C编程策略有 以下几点 : 3 结 论
21 合 理选 择切 削 用量 .
精加工时 , 要想获得较好 的表面加工质量 , 要求

先进制造技术论文-超精密加工技术

金陵科技学院论文先进制造技术——课程结业(论文)设计(论文)题目:超精密加工技术学生姓名:班级:学号:目录摘要 (1)关键词........................................... 错误!未定义书签。

1 绪论 (1)2 超精密加工技术综述 (2)2.1 超精密加工技术的内涵及其重要性 (2)2.2 超精密加工技术的国内外发展现状 (2)3 超精密加工的主要方法 (4)3.1 超精密切削加工 (4)3.2 超精密磨料加工 (4)4 超精密机床 (6)4.1超精密主轴 (6)4.2机床的布局和导轨 (6)4.3超精密驱动系统 (6)4.4在线监测与误差补偿问题 (6)4.5金刚石刀具在超精密切削技术中的应用 (7)5 结论 (8)参考文献 (9)超精密加工技术的发展摘要精密超精密加工技术的发展,直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展,因此世界各国对此都极为重视,投入很大力量进行研究开发,同时实行技术保密,控制关键加工技术及设备出口。

精密超精密加工技术,是现代机械制造业最主要的发展方向之一。

在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用,并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。

关键词:超精密;微米;纳米;尖端产品;数字控制1 绪论超精密加工技术综合应用了机械技术发展的新成果及现代电子技术、测量技术和计算机技术等,是尖端技术产品发展中不可缺少的关键环节…。

同时,超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

从某种意义上说,超精密加工对先进制造技术特别是纳米技术对整个社会生产力水平的提高起到举足轻重的地位,也成为衡量一个国家科技发展的标准之一。

目前超精密加工还没有确切的定义,一般是指达到绝对加工精度为0.1µm或表面粗糙度为Ra 0.0lµm以及达到加工允差和加工尺寸之比为106的加工技术。

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高速加工技术论文高速加工技术在模具加工中的应用初探1.引言制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其创造了国民生产总值1/3,工业生产总值的4/5,提供了国家财政收入的1/3。

由此可见,制造技术的水平将对一个国家的经济实力和科技发展的水平产生重要的影响。

制造技术尤其是先进制造技术将主宰一个国家的命运,因而,各国政府都非常重视先进制造技术的研究和发展。

先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竟争能力的制造技术的总称。

先进制造技术源于20世纪80年代的美国,是为提高制造业的竞争力和促进国家经济增长而提出。

同时,以计算机为中心的新一代信息技术的发展,推动了制造技术的飞跃发展,逐步形成了先进制造技术的概念。

近年来,随着科学技术的不断发展和学科间的相互融合,先进制造技术迅速发展,不断涌现出新技术、新概念。

例如:成组技术(GT)、精益生产(LP)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、快速成型技术(RPM)、虚拟制造技术(VMT)等。

先进制造技术是发展国民经济的重要基础技术之一,对我国的制造业发展有着举足轻重的作用。

尤其在经济全球化条件下,随着国际分工的深化,出现国际产业大转移、制造业布局大调整的趋势。

其中广泛采用先进制造技术和先进制造模式,是当今国际制造业发展的突出现象。

以制造业快速发展为标志的工业化阶段,是经济发展的必经阶段。

把握先进制造业的发展趋势,借鉴有益的国际经验对于我国实施“十二五”发展战略,推动制造业转型升级,具有重要的现实意义。

先进制造技术的缘由近年,随着经济的高速发展和科学的不断进步,高速度、高质量、高效率逐渐被广大公司所追求,于是先进的制造技术就被提上日程。

目前对于先进制造技术尚未有一明确的定义。

普遍认为:先进制造技术是制造业不断吸收、改进、提高信息技术和现代管理技术的成果,并将其运用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程技术的总称。

纵观历史,现代制造技术形成和发展至今也只有是近十年间的事。

上世纪,美国的一批学者不断鼓吹美国已进入“后工业化社会”,把传统的制造业视为“夕阳工业”,因而制造技术的发展受到极大的阻碍。

然而由于美国根据本国面临的挑战与机遇,对其制造业存在的问题进行了深刻反省,重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。

此时,由于计算机信息技术的发展,也全面推动了制造技术的飞跃发展。

于是,先进制造技术的概念逐步形成。

而我国,机械科学研究院提出了多层次技术群构成的先进制造技术体系。

第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术,它是先进制造技术的核心。

第二个层次是新型的制造单元技术。

这是在市场需求及新兴产业的带动下,制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术。

第三个层次是先进制造集成技术。

这是应用信息技术和系统管理技术,通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。

摘要:文章在概述高速加工的技术优势的基础上,探讨模具高速加工工艺技术与策略,并论述模具高速加工对加工系统的要求。

关键词:高速加工技术模具加工应用随着数控加工设备和高性能加工刀具技术的发展而日益成熟,模具加工的速度也大大提高,加工工序也随之减少,缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作,从而大大的缩短了模具的生产周期。

高速加工技术在模具加工中的使用逐渐成为模具工业技术改造最主要的内容之一。

1 高速加工的技术优势与传统加工方式相比,在常规切削加工中备受困扰的一系列问题,通过高速切削加工的应用得到了解决。

高速加工时间短,产品精度高,可以获得十分光滑的加工表面,能有效地加工高硬度材料和淬硬钢,避免了电极的制造和费时的电加工(EDM)时间,大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。

同时,模具表面因电加工(EDM)产生白硬层消失了,提高了模具的寿命,减少了返修。

因为电极的制造工作不需要了,所以模具改型只需通过CAD/CAM,使改型加快。

一些市场上越来越需要的薄壁模具工件,高速加工可又快又好地完成。

而且在高速铣削CNC加工中心上模具一次装夹可完成多工步加工。

大量生产实践表明,应用高速切削技术可节省模具后续加工中约80%的手工研磨时间,节约加工成本费用近30%,模具表面加工精度可达1μm,刀具切削效率可提高一倍。

2 模具高速加工工艺技术与策略2.1 粗加工时采用的加工策略模具粗加工的主要目标是追求单位时间内材料的去除率,并为半精加工准备工件的几何轮廓。

在切削过程中因切削层金属面积发生变化,导致刀具承受的载荷发生变化,使切削过程不稳定,刀具磨损速度不均匀,加工表面质量下降。

可通过以下措施保持切削条件恒定,从而获得良好的加工质量:(1)通过计算获得恒定的切削层面积和材料去除率,使切削载荷与刀具磨损速率保持均衡,以提高刀具寿命和加工质量。

(2)应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化,以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏。

(3)应保持刀具轨迹的平稳,避免突然加速或减速。

(4)下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀,避免垂直下刀直接接近工件材料。

(5)采用攀爬式切削可降低切削热,减小刀具受力和加工硬化程度,提高加工质量。

2.2 半精加工采用的加工策略模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整,表面精加工余量均匀,这对于工具钢模具尤为重要,因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化,从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。

粗加工是基于体积模型,精加工则是基于面模型。

现有的模具高速加工CAD/CAM软件大都具备剩余加工余量分析功能,并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。

例如Pro/E软件提供的局部铣削功能,如果局部铣削工序的剩余加工余量取值与粗加工相等,该工序只用一把小直径铣刀来清除粗加工未切到的角落,然后再进行半精加工;如果取局部铣削工序的剩余加工余量值作为半精加工的剩余加工余量,则该工序不仅可清除粗加工未切到的角落,还可完成半精加工。

2.3 精加工采用的加工策略模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点,而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。

对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工,应尽可能在一个工序中进行连续加工,而是对各个曲面分别进行加工,以减少抬刀、下刀的次数。

由于加工中表面斜率的变化,如果只定义加工的侧吃刀量,就可能造成在斜率/f 同的表面上实际步距均匀,从而影响加工质量。

Hyper Mill软件提供了等步距加工方式,可保证在走刀路径中均匀的侧吃刀量,而受表面斜率及曲率的限制,保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷。

精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的1.5倍,以避免进给方向的突然转变。

在模具的高速精加工中,在每次切入、切出工件时,进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接,避免采用直线转接,以保持切削过程的平稳性。

3 模具高速加工对加工系统的要求高速切削系统主要由高速切削CNC机床、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、高速切削的CAM系统软件等几部分组成。

3.1 高速切削CNC机床3.1.1 高稳定性的机床支撑部件高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度,热刚度和最佳的阻尼特性。

大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料,采用封闭式床身设计,整体铸造床身,对称床身结构并配有密布的加强筋,如德国Deckel Maho公司的桥式结构或龙门结构的DMC系列高速立式加工中心,使机床获得了在静态和动态方面史大限度的稳定性。

3.1.2 高速运动系统高速运动系统包括高速主轴系统和高速进给系统两部分。

3.1.3 高性能CNC控制系统先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素,模具高速切削加工要求数控系统有:CNC控制系统高速的数字控制回路、先进的插补方法(基于NURBS 的样条插补)、预处理(Look.ahead)功能、误差补偿功能等。

3.2 高性能的刀具夹持系统夹持系统高速铣床的刀具夹持系统要求其有很高的动平衡性,且具有绝对的定心性。

主轴、刀柄、刀具三者在旋转时只有具有极高的同心度,才能保证高速、高精度加工。

否则转速越高离心力越大,当其达到系统的临界状态将会使刀具系统发生激振,其结果是加工质量F降,刀具寿命缩短,加速主轴轴承磨损,严重时会使刀具与主轴损坏。

它的主要发展趋势是空心锥部和主轴端面同时接触的双定位式刀柄(如德国OTT公司的HSK刀柄),其轴向定位精度可达0.001mm。

在高速旋转的离心力作用下,刀夹锁紧更为牢固,其径向跳动不超过5gm。

3.3 高速切削刀具刀具技术和机床制造,从一开始就相辅相成共同发展,高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性,即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。

为满足模具高速加工的要求,其采用的刀具材料主要是硬质合金,并且普遍采用刀具涂层技术,涂层材料为氮化钛(TiN)、氮化铝钛(TiALN)等。

3.4 高速切削的CAM系统软件高速切削具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。

高速加工CAM编程系统应具有很高的计算速度,较强的插补功能,全程自动过切检查及处理能力,自动刀柄与夹具干涉检查、绕避功能,进给率优化处理功能,待加工轨迹监控功能,刀具轨迹编辑优化功能,加工残余分析功能等。

数控编程可分为CAD和CAM,在使用CAM系统进行高速加工数控编程时,除刀具和加工参数根据具体情况选择外,加工方法的选择和采用的编程策略就成为了关键。

所以,还应有一名出色编程工程师对零件的几何结构有一个正确的理解,具备对于理想工序安排以及合理刀具轨迹设计的知识和概念。

才能注意加工方法的安全性和有效性,尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳和刀具载荷均匀,使高速切削发挥其最大的效能。

4 结束语模具高速加工技术是先进的加工技术,不仅涉及到高速加工工艺,而且还包括高速加工机床、数控系统、高速切削刀具及CAD/CAM技术等。

模具高速加工技术目前已在发达国家的模具制造业中普遍应用,而在我国的应用范围及应用水平仍有待提高,大力发展和推广应用模具高速加工技术,对促进我国模具制造业整体技术水平的提高具有重要意义。

参考文献[1] 郭树栋.高速加工技术在模具制造中的应用.山西煤炭管理干部学院学报. 2009年第02期.[2] 郭铁君.模具高速加工技术与策略.科技咨询导报,2007年第20期.。

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