机械制造基础论文
机械制造基础课堂教学论文

机械制造基础课堂教学论文机械制造基础课堂教学论文1《机械制造基础》课程教学中存在的问题分析1.1《机械制造基础》课程的教学内容和教学体系已日显陈旧原有的教学方法和教学手段与课程内容和课程体系的变化已难以保证在较少学时内完成教学大纲的要求,同时随着现代科学技术的发展有些内容已不适合在教学过程中应用,不利于培养学生创新思维和理论联系实际的能力。
1.《2机械制造基础》课程的教学方法落后灌输式的教学方法仍是教学过程中的单一方法,学生学习的主动性受到制约,学习的兴趣也会随之失去,因此学生对知识信息的采集量得不到足够的获取。
灌输式教学法是不利于培养高素质的创新型人才的一种教学方式。
2《机械制造基础》课程教学方法的改革2.1教学内容要不断更新,课程体系浅谈如何提高《机械制造基础》的课堂教学效果考书珍南京江宁职工培训中心,江苏南京211100要合理安排在设计课程体系时,可删减一些内容较陈旧的课程内容,教学内容在其他课程里讲授过的也可删减。
由于电脑在学生中普及率很高,所以可以教学内容上增加计算机辅助制造,让学生掌握现代化工业生产的新方法,学生可以提出新问题,利用课余时间学习研究形成新思路。
2.2改进教学方法和教学手段在教学过程中要采用启发式教学,通过激发学生独立思考和创新的意识,来帮助,引导和促进学生对知识的领悟。
通过启发式教学,有利于培养学生的创造性,调动学生的学习积极性。
而且还可以让学生巩固所学过的知识,帮助学生学会从多角度,多方位去思考问题。
在教学的过程中,要采取师生互动的教学方式,抛弃灌输式这种传统的教学模式。
教师方面要以引导为主,讲授为辅。
学生方面要做到自己思考在前,听老师讲授在后。
要多开展师生之间的互动和学生与学生之间的讨论,帮助学生积极思维,打开思路。
同时学生可以参加动手实践,教师参加讨论,对重点、难点处做讲解,最后进行总结。
这样就更有利于取得意想不到的效果。
同时,在教学过程中要重视“绪论”教学,有利于提高教学质量。
机械制造基础 课程论文

×××机械工程系本科课程论文课程名称:_______ 机械制造技术基础____专业年级:________ ×××××学号:__________ ×××××学生姓名:______ ×××_________论文题目:____ 高速加工机床的设计与应用___ 成绩:____ _____________指导教师:×××××××年×月××日高速加工机床的设计与应用××(××××机械设计制造及其自动化专业××××级)摘要:本文通过对高速加工机床设计与应用的一些基本知识的介绍,提出了对设计技术方案和加工工艺方法进行综合分析与评估是设计和应用高速加工机床的关键。
关键词:高速加工机床;高速电主轴单元;设计与应用引言高速加工机床是基于现代刀具、材料的发展,为满足航空、航天、汽车和模具等行业的发展需要而在数控铣床、加工中心的基础上发展起来的的高效、高性能加工机床。
因此,它的基本特征不仅是切削速度高(是常规切削速度的5-10倍),进给/ 快移速度快(达40m/min 至180m/min),加减速大(现多为1g 至2g),而且还包含刀具或工件交换时间短(在数秒至1秒内)以及常常具有多轴联动功能等特点。
1 高速加工机床的优点高速加工机床具有诸多优点,第一,生产率高,材料去除率是常规切削加工机床的3~6倍,从而可大大缩短零件的加工时间和制造周期;第二,切削力比常规速度时少30%~50%和约30%以上的切削热将被切削所带走,所以工件温升和变形少,有利于进行薄壁件的切削和提高加工精度;第三,由于切削速度高,切削过程中产生的强迫振动频率一般远离了机床工艺系统的固有频率,故切削过程更平稳,有利于提高加工表面的质量和刀具寿命,免掉许多费时费工的人工顺序作业;第四,许多机电产品所用的零部件,无论是单件或批量需求的,都可以在相应的高速加工机床上进行多工序复合加工甚至一次装夹实现全部加工。
机械设计制造论文(5篇)

机械设计制造论文(5篇)机械设计制造论文(5篇)机械设计制造论文范文第1篇课程设计(CurriculumDesign)是高校某一课程的综合性实践教学环节。
一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察,旨在使同学获得促进其迁移的进而促使同学全面进展的具有教育性阅历的方案和方案。
课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定,把积累、迁移、促进同学创新力量培育等多方面因素作为指标,是教育过程中不行或缺的重要环节。
机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程绽开的综合性实践教学环节,该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容,其涵盖内容广、理论联系实际亲密,是在同学学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。
本课程设计则是在课程理论教学的基础上绽开的,是对同学理论学问进行考察、巩固和加深的特别好的实践环节,其目的是“培育同学把握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术学问,包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用,培育同学应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的力量”。
课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新力量培育改革中不行或缺的一个环节。
二、课程设计主要内容通常,机械制造技术基础课程设计采纳理论教学、生产实习、课程设计分段实施,同学在经过72学时的理论基础课程学习后,由指导老师带领,深化合作企业进行为期一个月的生产实习。
通过观看和学习,进一步了解和熟识机械零件的典型加工和工艺过程,并在此过程中,对课堂学习所把握的理论学问进行反复加深、把握。
接下来,同学们返回学校,集中三周进行课程设计,对所学习的理论、实践学问加以应用。
本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行:第一阶段,由指导老师下达设计任务,为同学供应零件图、设计要求,讲解设计过程及留意事项。
其次阶段,同学针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计,通过分析、争论、计算,确定毛坯结构和尺寸,并设计完成该零件的具体工艺规程,制作出工艺过程卡片及工序卡片。
关于机械基础方面的论文范文

关于机械基础方面的论文范文摘要:综上所述,可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求,传统的技术不仅生产、制造效率低,产品性能也不能保证,因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。
关键词:机电一体化;工程机械工程机械操作者需要掌握最先进的机电一体化技术,并且将其能够应用到实际工作中,这样才能够发挥机电一体化技术的优势,当然这也需要工程机械企业为操作者提供这样的机会。
现代工程机械行业已经进入到了机电一体化时代,该技术的应用,使得工程机械制操作更加的便利,产品性能更佳。
目前我国绝大多数企业都已经应用了机电一体化技术,随着该技术功能越加齐全,机电一体化技术会应用在更多的领域。
1机电一体化技术的优势首先,安全性能高。
工程机械中应用机电一体化技术之后,其所生产的产品通常都具有高的性能,同时功能齐全,既具备监视、报警功能,同时还具备自动保护功能。
设备运行过程中如果出现了异常情况,机电一体化产品可能进行自动保护,以此确保操作人员与设备不会受到严重的损伤,以此保证设备安全性。
其次,生产能力强。
工程机械中机电一体化设备,能够进行信息的自动处理,同时也能够进行自动控制,能够进行高精度的控制与高灵敏度的检测。
机电一体化设备具有控制系统,设备运行过程中,操作人员只要启动该系统,设备能够根据设计要求完成所有的规定性动作,这样不仅能够保证产品生产的效率,同时也能够保证产品的性能达到要求。
再加之,自动化技术的应用,使得机电一体化技术的应用价值更大。
再次,使用性能强。
机电一体化设备能够进行数字显示,同时还具有程序控制功能,这样就并不必设计过多的手柄以及按钮,操作起来十分方便。
另外,机电一体化技术能够进行重复动作,如果设备非常先进,还能够自动选择程序,大大减少了操作人员的工作量。
最后,应用范围广。
机电一体化设备融合了复合技术,也具有一定的复合功能,与其他技术相比,能够应用在更多的领域。
传统的技术通常是单技术、单功能,应用范围有限,机电一体化技术则完全与之相反,复合技术与复合功能,使得设备整体功能更加强大,能够完全满足用户的需求。
机械制造专业毕业论文

机械制造专业毕业论文机械设计与机械制造一直被交织在一起,而两者之间的关系也更为密切。
下面是店铺为大家整理的机械制造专业毕业论文,供大家参考。
机械制造专业毕业论文范文一:机械制造工艺企业发展论文1当前我国机械制造工艺和设备的发展现状1.1管理技术较为落后,不能适应现代发展环境随着社会的进步,计算机在全世界已经得到了较为普遍的发展,但是在中国,还是不能很好的使用计算机进行管理技术的发展,通过不断提高管理技术,能够让企业进行大程度的提高工作效率。
在中国现阶段,我们国家的管理技术还是较为落后的和西方发达国家相互比较,这个主要表现在不能很好的使用国外的先进的管理经验,一味的蛮干。
如何能够提高管理技术,让管理者真正能够实实在在的进行管理成为一个重要的话题。
在管理技术落后的情况下,适应现代发展环境的发展,变的越来越重要。
1.2设计参数与设计标准不能紧跟世代的发展随着全世界的经济发展,经济全球化现在已经是一个必然发展的趋势,西方国家的技术不断提高和更新,我们国家的技术更新和设计参数和设计标准还是不能很好的同西方国家相匹敌,不能够很好的进行创新已经成为阻碍我们国家发展的一个真实存在的问题。
通过不断提高技术的发展,设计参数和设计标准的不断更新的提高会让一个国家得到很好的发展,只有掌握最新的技术和设计标准,才能在世界的发展浪潮中处于一个不败之地。
1.3国内的机械制造工艺和西方国家的差距还是很大的在国外,机械制造业已经发展的尤为迅速,其中主要表现在自动化和智能化技术,这些技术的发展,让机械制造工艺设备的管理工作已经实现了自动化和智能化阶段。
同西方国家相比较,我们国家的机械制造工艺还是处于港星单击自动发展阶段,这和西方国家的差距还是很大的,要落后20年。
这样就要求我们自己不断学习新的技术和制造工艺,同时还要不断创新,只有这样才能不断缩小和西方国家的差距,提升自己的实力。
只有通过不断提高自己的实力,才能在世界经济一体化的现实社会中,提高自己的竞争力。
机械制造基础论文

机械制造基础论文机械制造基础论文————高效模具铣刀应用于模具加工高效模具铣刀应用于模具加工高速加工(HSM)由Salomon发现至今得到了巨大的发展和现代企业的认可,但随着近几年研究的不断深入,人们发现Salomon的高速试验曲线在大部分材料的切削过程中根本无法获得,高速加工应用成功的领域也仅仅局限于铝合金、HRC60以上的预淬钢、石墨电极等几种材料的切削加工。
在刀具材料没有根本性突破前,这种局面难以被打破。
而模具行业往往需要大去除率加工的材料基本是HRC22~38之间的钢材和铸铁。
这些加工一方面要求极大的金属去除率来减少占机时间,另一方面在大悬伸加工时要求低的切削振动。
新型的模具铣刀的设计思路是采用新的技术——高性能切削(HPM)。
一、模具材料的简介为便于对后面高效模具加工刀具介绍的理解,有必要对模具材料及加工方式作一个简单介绍。
(一)模具类型模具主要分为以下几个类型:大型汽车外覆盖件冲压模具、普通塑胶注塑模具、PVC注塑模具、吹塑模具、五金冲压及板金模具、热挤压模具、热锻模具等等。
(二)模具材料每种不同的模具以及同一模具的不同部位所采用的材料有相当大的差别,其加工特性也有很大的区别。
模具材料的种类极为繁多,这里只介绍与本文相关的被加工材料。
1.C45W中碳钢:牌号为S50C~S55C 45钢,香港称为王牌钢,此钢材的硬度为HB170~220,模具有70%~80%的加工采用这种钢材,适用于大多数加工对象。
2.40CrMnMo7预硬塑胶模具钢:硬度HRC28~40,很适合做一些中低价模具的镶件,有些大批量生产的模具模架也采用此钢材,好处是硬度比中碳钢高,变形也比中碳钢稳定,这种钢在塑胶模具上被广泛采用,较为普遍的品牌有718S、718H、738H、NAK80、NAK55等,这种钢材的应用占模具的15%~20%左右,其加工难度大于45钢,主要为型芯和型腔加工。
3.fc250-fc350,fcd500-fcd700:材料中添加了Cu、Ni、Mo 等合金,通过对总碳量、Si、Mn、P、S、Mg等组成元素进行控制,在分子结构上由于晶体易于变形,使之易于马氏体化。
机械制造基础课程设计毕业设计(论文)——后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计

X X 大学本科毕业设计(论文)后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计学生姓名:学生学号:院(系):年级专业:指导教师:摘要本次设计是对后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。
后钢板弹簧吊零件的主要加工表面是平面及孔。
由加工工艺原则可知,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。
所以本设计遵循先面后孔的原则。
并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。
基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准,以后钢板弹簧吊耳大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。
主要加工工序安排是先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面,再以端面定位加工出工艺孔。
在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。
整个加工过程均选用组合机床。
关键词后钢板弹簧吊耳,加工工艺,专用夹具ABSTRACTThe design of the plate after spring lug parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Spring plate after hanging parts of the main plane of the surface and pore. By the principle known Processing, the plane guarantee precision machining holes than guarantee the machining precision easy. So the design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. After selecting base plate spring lug large cylindrical face as a rough benchmark, After the leaf spring lug large cylindrical end with two holes as a precision technology benchmarks. main processes arrangements after the first spring plate lug large cylindrical face each other benchmarks machined face, End position to further processing out of holes. In addition to the follow-up processes are individual processes with end-positioning technology and other processing Kong and plane. The entire process of processing machine combinations were selected.Key words The empress steel plate spring coil mourns the ear,Process the craft,Appropriation tongs目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 目录 . (1)1绪论 (1)2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 (3)2.1零件的分析 (3)2.1.1零件的作用 (3)1.1.2零件的工艺分析 (3)2.2工艺过程设计所应采取的相应措施 (4)2.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 (4)2.3.1 确定毛坯的制造形式 (4)2.3.2粗基准的选择 (4)2.3.3精基准的选择 (5)2.4工艺路线的制定 (5)2.4.1 工艺方案一 (5)2.4.2 工艺方案二 (5)2.4.3 工艺方案的比较与分析 (6)2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)2.6确定切削用量及基本工时(机动时间) (7)2.7时间定额计算及生产安排 (16)2.8本章小结 (18)3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 (19)3.1粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计 (19)3.2定位方案的分析和定位基准的选择 (19)3.3定位误差分析 (19)3.4铣削力与夹紧力计算 (20)3.5定向键与对刀装置设计 (21)3.6夹紧装置及夹具体设计 (23)3.7夹具设计及操作的简要说明 (24)3.8本章小结 (24)4 加工30mmφ工艺孔夹具设计 (25)4.1加工30mmφ工艺孔夹具设计 (25)4.2定位方案的分析和定位基准的选择 (25)4.4切削力的计算与夹紧力分析 (26)4.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 (26)4.6夹具精度分析 (28)4.7夹具设计及操作的简要说明 (28)4.8本章小结 (29)5 加工10.5mmφ工艺孔夹具设计 (30)5.1加工10.5mmφ工艺孔夹具设计 (30)5.2定位方案的分析和定位基准的选择 (30)5.3定位元件的设计 (30)5.4定位误差分析 (32)5.5切削力的计算与夹紧力分析 (32)5.6钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 (32)5.7夹具精度分析 (34)5.8夹具设计及操作的简要说明 (34)5.9本章小结 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后,进行的一次理论联系实际的综合运用,使我对专业知识、技能有了进一步的提高,为以后从事专业技术的工作打下基础。
机械制造基础(机械工程出版社)结课论文(总结)

第1章工程材料基础1.1金属材料的结构金属的晶体结构金属材料的各种性能取决于化学成分及其内部各部组织和状态。
分为3中主要晶体结构:体心立方晶体,面心立方晶体和密排立方晶体。
合金的晶体结构合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属非金属元素,通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。
根据组成合金的各组元之间在结晶是相互作用,合金的晶体木结构大致可归纳为3类:固溶体,金属化合物和机械混合物。
金属的结晶金属的结晶是指金属原子由进程有序状态转变成长程有序状态的过程。
金属的结晶郭过程可以用热分析方法来研究。
过冷度和冷却度有关,冷却速度越大,过冷程度越大,金属液态的实际结晶温度越低。
反之亦然。
1.2工程材料的金属材料的性能(1)强度.强度是指在静载荷作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。
材料的强度越大,材料所能承受的外力就越大。
常见的强度指标有屈服强度和抗拉强度,它们是重要的力学性能指标,是设计,选材和评定材料的重要性能指标之一。
(2)硬度目前,生产中测量硬度常用的方法是压入法,并根据压入的程度来测定硬度值。
此时硬度可定义为材料抵抗表面局部塑性变形的能力。
因此硬度是一个综合的物理量,它与强度指标和塑性指标均有一定的关系。
硬度试验简单易行,有可直接在零件上试验而不破坏零件。
此外,材料的硬度值又与其他的力学性能及工艺能有密切联系。
(3)疲劳机械零件在交变载荷作用下发生的断裂的现象称为疲劳。
疲劳强度是指被测材料抵抗交变载荷的能力。
(4)冲击韧性及其测定材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力被称为冲击韧性。
为评定材料的性能,需在规定条件下进行一次冲击试验。
其中应用最普遍的是一次冲击弯曲试验,或称一次摆锤冲击试验。
(5)断裂韧性材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力称为断裂韧性。
它是材料本身的特性。
(6)磨损由于相对摩擦,摩擦表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使接触表面不断发生尺寸变化与重量损失,称为磨损。
引起磨损的原因既有力学作用,也有物理、化学作用,因此磨损使一个复杂的过程。
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重庆大学超高速切削及其关键技术年级: 2011级学号: **********: ***专业: 机自二零一三年十一月摘要介绍高速切削加工的定义,高速切削加工中机床的选择,高速切削加工刀具材料的介绍及高速切削加工工艺的有关知识。
关键词:高速切削加工;刀具材料;加工工艺;关键技术AbstractIt introduces the definition of the high speed cutting, high speed cutting machine tool selection, the relevant knowledge of high-speed cutting tool materials and high speed cutting processKeywords: high-speed cutting;cutting tool; processing technology ; the key tenology目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章概述 (1)1.1超高速加工技术内涵、范围及技术地位 (1)1.2超高速加工技术产生发展及现状趋势 (1)1.3超高速加工技术的优越性 (2)第2章超高速切削相关技术 (3)2.1超高速切削、磨削机理 (3)2.2超高速切削关键技术 (5)2.2.1高速切削的主轴系统 (4)2.2.2 高速切削的进给系统 (5)2.2.3高速切削的刀具夹持系统 (5)2.3超高速加工用刀具 (6)参考文献 (7)第1章概述1.1 超高速加工技术内涵、范围及技术地位提高切削、磨削加工效率一直是切削、磨削领域所十分关注并为之不懈奋斗的重要目标。
超高速切削和磨削加工就是近年来发展的一种集高效、优质和低耗于一身的先进制造工艺技术。
超高速加工技术是指采用超硬材料刀具和磨具,利用能可靠的实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备,以提高切削速度来达到提高材料切削率、加工精度和加工质量的先进加工技术。
其显著标志是被加工塑型金属材料在切除过程之中的剪切滑移速度到达或者超过某一阀值,开始趋向最佳切削条件,是的切除被加工材料所消耗能量、切削力、工件表面温度、刀具和磨具磨损、加工表面质量等明显优于传统切削速度下的指标,而加工效率远远超过传统切削下的效率。
目前各国尚未统一对超高速切削速度范围的认识,但通常把切削速度比常规速度高出5~10倍以上的切削加工称为超高速切削。
德国darmstadt工业大学的研究给出了七种材料的超高速加工的速度范围:铝合金2000~7500m/min;铜合金900~5000m/min;铸铁800~3000m/min;钢600~3000m/min;超耐热镍基合金80~500m/min;钛合金150~1000m/min;纤维增强塑料2000~9000m/min。
此外也可按工艺方法划分,分别是车削700~7000m/min;铣削3000~6000m/min;钻削200~1100m/min;磨削150m/min以上。
超高速加工目前已可覆盖大多数工程材料,可加工各种表面形状材料,可由毛坯一次加工成成品,并实现精密甚至超精密加工。
超高速磨削可实现小的磨粒切深,使陶瓷等硬脆材料不再以脆性断裂形式产生切屑,使磨削表面质量提高。
对镍基合金、钛合金等难加工材料也会在高应变率的作用下而改善切削加工性能,从而得到高的加工质量。
国外有权威杂志宣称:如果把数控技术堪称现代加工技术第一个里程碑,那么超高速加工技术就是现代制造技术第二个里程碑;超高速加工技术与精密超精密加工、高能束加工和自动化加工共同构成了当代四大先进加工技术。
1.2 超高速加工技术产生发展及现状趋势在国外,20世纪30年代德国Salomon博士提出高速切削理念以来,经半个世纪的探索和研究,随数控机床和刀具技术的进步,80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料,其中加工铸铁和铝合金最为普遍。
高速切削技术在国内起步较晚,20世纪80年代中期开始研究陶瓷刀具高速切削淬硬钢并在生产中应用,其后引起对高速切削加工的普遍关注,目前主要还是以高速钢、硬质合金刀具为主,硬质合金刀具切削速度≤100~200m/min,高速钢刀具在40m/min以内。
但在汽车、模具、航空和工程机械制造业进口了一大批数控机床和加工中心,国内也生产了一批数控机床,随着高速切削的深入研究,这些行业有的已逐步应用高速切削加工技术,并取得很好的经济效益。
超高速切削目前主要用于如下几个领域:1.大批生产领域如汽车工业,如美国福特(Ford)汽车公司与Ingersoll公司研制的HVM800卧式加工中心及镗气缸用的单轴镗缸机床以实际用于生产线;2.工件本身刚度不足的加工领域,如航空航天工业产品或其他某些产品,如Ingersoll公司采用的超高速切削工艺所铣削的工件最薄壁厚仅为1mm;3.加工复杂曲面系统,如模具制造;4.难加工材料领域,如Ingersoll公司的“高速模块”所用的切削速度为:加工航空航天铝合金2438m/min,汽车铝合金1829m/min,铸铁1219r/min,这均比常规速度高出几倍甚至几十倍;5.超精密微细切削加工领域,如日本的FANUC公司和电气通信大学合作研究了一种超精密铣床,其主轴转速达55000rpm,可用切削方法实现自由曲面的微细加工,据称,其生产率和相对精度均为目前光刻技术领域中的微细加工所不及。
超高速切削技术的发展趋势应符合加工中心或柔性制造技术的发展方向及高效高速化、实用廉价化、多功能(复合化),最主要是高速高效化方向。
1.3 超高速加工技术的优越性与常规切削加工相比,超高速切削加工在提高生产率,降低生产成本,减少热变形和切削力以及实现高精度、高质量加工等方面具有明显优势。
其优越性主要表现在下面几个方面:1.随着切削速度的大幅提高,进给速度也相应提高5~10倍,这样,单位时间材料切除率可提高3~6倍,因为加工时间通常可缩减到原来的1/3.同时非切削的空行程时间也大幅减少,从而提高了加工效率和设备使用率,缩短了生产周期。
2.在超高速切削速度范围内,随着切削速度的提高,切削力平均可降低30%以上,这对于加工刚性较差的零件来说,可减少加工变形,提高零件加工精度。
同时有利于延长刀具寿命。
3.由于切屑可以很高的速度被排除,带走了大量的热量。
可达90%。
因此传给工件热量大幅减少,有利于工件的热变形和内应力,有利于加工精度。
4.高速切削不仅可以极大的减小切削力,削减激震源,而且由于高转速时的切削系统的工作频率远远偏离了机床的低阶固有频率,使得加工过程平稳,有利于提升加工表面质量。
5.高速切削可加工硬度高达HRC45~HRC65的淬硬钢铁件,因此对淬硬后的模具等复杂零件,可直接铣成,省区后续的传统加工。
这就是所谓的“一次过”技术。
第2章超高速切削相关技术2.1 超高速切削、磨削机理超高速切削和磨削机理研究主要指对超高速加工条件下切削磨削过程以及产生的各种切削磨削现象的理论研究,其实超高速加工技术中的最基本的技术支持。
其设计的关键技术有:超高速切削磨削的加工过程研究,超高速切削加工现象及切削工艺参数优化的研究,各种材料的超高速切削机理的研究,超高速磨削技术中各种磨削现象及各种材料磨削的机理研究,超高速切削磨削的虚拟实际的磨削技术的开发研究,以及超高速磨削加工智能数据库的开发等。
超高速加工技术的理论研究可追溯到20世纪30年代,即1931年4月德国切削物理学家萨洛蒙发表的著名超高速切削理论,即“萨洛蒙曲线”,超高速切削概念可用下图示意。
萨洛蒙指出:在常规的切削速度范围内(A区),切削温度随切削速度增大而提高,但是当切削速度增大到某一数值时vξ之后,切削速度增加,切削速度反而降低;vξ之值与工件材料种类有关,对每种工件材料,存在一个速度范围,在这个速度范围以内(B区),由于切削温度太高,任何刀具无法承受,切削加工不可能进行,这个范围被称之为”死谷”,由于受当时实验条件限制,这一理论未能严格区分切削温度和工件温度的界限,但是他的思想给后来的研究者一个非常重要的启示:如果能越过这个死谷而在超高速区(C区)进行工作,则有可能用现有刀具进行超高速切削,从而大幅度减少切削工时,成功提升机床生产率。
然而后继很多研究者对死谷产生了怀疑,现在大多数学者认为:在该苏切削铸铁、钢以及难加工材料时,即使在很高的切削速度范围内也不存在死谷,刀具耐用值总是随切削速度增加而降低的;而在硬质合金刀具高速铣削时,尽管切削速度v的提高,切削温度随之升高,刀具磨损逐渐加剧,刀具耐用度T继续下降,且T-v规律仍遵循Taylor方程,但在较高切削速度段,Taylor方程中m值大于较低速度段的m值,这意味着较高速度段的刀具耐用度T随v提高而下降的速率减缓,这一结论对超高速切削技术的实际运用十分有意义。
超高速切削切屑的形成实验研究表明,依照被加工材料的类型和工艺条件,对切削力和切屑变形的影响是不同的,存在着连续切屑和断续切屑两种类型,在超高速切削高导热性、低硬度合金金属时易形成连续切屑,而在超高速切削低导热性、密排六方多晶体结构、高硬度材料时易产生断续切屑。
美国于20世纪70年代前后用爆炸射击法实现的1200m/s的超高音速切削实验表明:在超高速切削条件下的切屑形成过程和普通的切削不同,随着v的提高,塑性材料的切屑形态将从带状、片状到碎屑不断演变,单位切削力初期呈上升趋势,而后急剧下降塑性变形区变浅,残余应力及硬度变化减小。
一系列实验表明,在通过切削素的来降低机加工时间同时还具有一系列优点如:单位时间材料切除率大大提高;切削力可降低30%左右,基于此可利用超高速切削加工薄壁零件;超高速切削加工特别适合那些对于温度特别敏感的零件加工;由于机床架构改善和超高速切削激振频率提高;刀具耐用度提高70%左右,加工成本降低。
但是超高速切削加工加工一些难加工材料,切削速度提高会受到刀具极具磨损的限制。
2.2 超高速切削关键技术随着这几年超高速加工技术的迅速发展,各项关键技术包括高速主轴系统技术、快速进给系统技术、高性能CNC控制系统技术、先进机床结构技术、高速刀具技术等也不断跃上新台阶。
2.2.1高速切削的主轴系统在超高速的运转条件下,传统的齿轮变速和皮带轮传送已经不能适应要求,代之以宽调速交流变频电机来实现数控机床的变速,从而使机床主传动的机械结构大为简化形成一种新型的功能部件—主轴单元。
在超高速数控机床当中,几乎无一例外的采用这种结构形式。
机采用无壳电机,将其空心转子直接套装在机床主轴上,带有冷却套的定子装在主轴单元壳体内,形成内装式电机主轴,简称电主轴。