数控高速加工技术分析
实现高速数控加工关键技术的研究
们在 实 际操 作 中也发 现 ： 当切 削 速度 提 高 １ ０倍 ， 给 进 速 度提 高 ２ Ｏ倍 ，远 远超 越传 统 的切 削 “ 区”后 ，切 禁 削机 理 发生 了变化 ，导 致单 位功 率 的 金属 切除 率提 高 了 ３ ～４ ， 削力 降低 了 ３ ， Ｏ Ｏ 切 Ｏ／ 刀具 的切 削 寿命 ９ ６ 提 高 了 ７ ，留在 工件 上 的切 削 热大 幅度 降低 ，切 削 Ｏ／ ９ ５ 温度不 升 反降 ，切 削振 动 几乎 消 失 ，切削 加工 发 生 了 本 质性 的 飞跃 ，而 在 常规切 削 加工 中备受 困惑 的一 系 列 问题 亦都 得 到 了很 好 的解 决 。
动主轴 目前主要是应用于精密加工 ， 功率较小， 其最高
转速 １ ００ ０／ ｎ 输 出功率 仅 ３ ｋ ， 用范 围较 小 。 ５ ０ ｒ ｍｉ ， ０Ｗ 应 高速 电主轴 在结 构 上全 部采 用 交 流伺 服 电机 直 接驱 动 的集成 化结构 ， 取消 齿轮 变速机 构 ，并配备有强 力的 冷 却和润 滑设计 。 成 电机 主轴 的特点是 振动小 、 集 噪声 低 、 结构 紧凑 。 成 主轴 有两种 构成 方式 ：一种是通过 联轴 集
收 稿 日期 ：２ ０ —２０ ；修 回 日期 ：２ ０ —２２ ０ ６１ －７ ０ ７０ —６ 作 者 简 介 ：陈 成 （９ ９ ）男 ， 苏 海 门 人 ， 士 研 究 生 。 １７一， 江 硕
有准 确 的测 温装 置 和高 效 的冷 却装 置 。 高速 主轴单元 的类型 主要有 电主轴 和气动 主轴 。 气
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２ ０ 年 第 ４期 ０７
陈 成 ： 实现 高速 数 控 加 工 关 键 技 术 的研 究
高速切削加工的计算机数控技术
高速切削加工的计算机数控技术史毅(江西现代学院机械学院，江西南昌330029)应用科技脯要]棵器高速切哥唾加工计算机兹艘系统速度与精度的影响，分析了树嚎括补与直线插朴的优缺点。
介绍了高速教控系统的速度预控常J、误差补偿等其他动自匕目蝴】高速切削；插补；计算机数控对高速切削加工的主要要求是能够加工复杂曲面，加工质量和切削效率、速度要高。
计算机数控(C N C)系统的基本任务，是根据已编制的零件加工程序，计算出沿机床各坐标轴的进给指令，驱动各轴运动，从而获得所需的运动轨迹。
其中需要进行插补处理。
1计算初．姑蓝寸甭补1．1直线插补直线与圆弧是构成零件轮廓的最基本线条，通常计算机数控系统均具有圆弧与直线插补功能。
目前占主导地位的直线插补计算简单，但存在一些问题需要克服。
常规的计算机数控系统在直线插补时，必需采用高精度的表面描述来近似。
零件曲线曲率变化较大、表面轮廓复杂时，需要增加中间计算点的数量，这样就导致了数控程序执行时间延长。
C N C系统具有一定的插补周期，它与最大进给速度F，(m／m i n)的关系是F。
F60(L m。
选T定后，由于加工精度要求选取短的插补直线长度L，不仅会使计算数据扩大，还会直接限制最大进给速度，也就是插补周期问题。
这与高速切削加工所要求的轨迹进给速度发生矛盾。
降低了加工精度与速度。
此外，直线插补还会使工件表面产生棱面。
12样条插补相对于直线插补，样条插补更为精确，其中以圆弧插补最为常用。
直接处理样条程序段的N U RB S插补方法优点很多。
多边形的编程，将为直线从C A M系统传递样条轨迹描述的方式，或通过几何转换即压缩直线程序段代替。
建立在三次B样条函数基础上的N U R B S函数有可调参数∞，可以精确、灵活地控制逼近曲面或曲线的形状，可以精确地表示所有二次曲面与曲线。
样条曲线数据必须减少数据总量，同时为流畅的加工提供必需的曲率和切线连续的程序髓立渡。
要求计算机数控系统能够通过制定精修多边形程序段的途径，自动光滑处理运动轨迹从而获得较为光滑的零件表面。
高速加工介绍
高速加工一、高速加工概述新一代的机床性能大大改进，主轴转速可以轻松达到20 000r/min以上，进给速度可以达到30 000mm/min，大大提高了加工效率以及设备的利用率，这更需要使用者研究规划工艺、优化程序、选择合适的刀具。
高速加工的概念是伴随着机床设备的发展不断更新的。
一般采用高的主轴转速、高的进给速度、较小的背吃刀量，其切削速度伴随刀具材料的超硬耐磨性的发展而不断提高。
通过了解高速加工的特点，虽然不一定能达到高速加工的要求，但在实际生产中采用高速加工的概念指导加工，还是可以取得一定效果的。
二、高速加工工艺1.高速加工程序特点：（1）全程无空刀路、无抬刀，都是在有效切削零件。
（2）所有刀路流畅，都是圆滑过渡，无拐点。
（3）刀路步距均匀、梳密一致，效率高。
（4）路径最短。
这符合优质刀路的特点，因此该加工程序很好。
2.发动机缸体高速铣削工艺发动机缸体高速铣削工艺的要求。
除了发动机缸体高速铣削工艺对精度、计算稳度的要求极高之外，其在使用中还有一些特殊的要求，主要集中在以下几点：首先发动机缸体高速铣削工艺在使用中不能和任何工装及工件发生碰撞；其次加工刀具在轨迹上必须保障绝对的平滑，以及十分均匀的切削深度；最后在发动机缸体高速铣削工艺使用中，其导致的设备振动必须控制在一定范围内。
3.发动机缸体高速镗孔工艺发动机缸体高速调头镗孔工艺的优势。
高速调头镗孔工艺的优势主要几种在三个方面，其一为在镗孔中镗杆较短，因此在切削速度上有所提升；其二为因为镗轴伸长较短，因此在精度方面更有保障；其三为切削设备占用空间较小，因此工作人员的工作活动空间更大，工作更为直观、安全。
三、高速加工刀具1.刀具的要求：高硬度、高耐磨、高强度和韧性、高耐热性、良好的工艺性。
（1）硬质合金涂层刀具最常用（2）TiC（TiN）基硬质合金金属陶瓷（3）陶瓷刀具耐热耐磨但强度韧性差（4）立方氮化硼刀具CBN 一般用来精加工高硬度淬火钢、高温合金、工具钢、高速钢，耐热耐磨但脆性大、韧性差（5）聚晶金刚石刀具PCD 不宜加工铁及其合金高速加工刀具刀柄：采用1：10 短锥柄代替传统的7：24 长锥柄成为发展趋势。
高速加工技术
高速加工技术一．起源1931年，德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5～6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
通过长期的研究，从上世纪90年代中期起，高速加工进入实用化阶段。
用户可以享受高速加工的高效率，高精度和成本优势。
德国OPS-INGERSOLL公司是目前世界上最好的高速加工中心制造商之一。
二．高速加工的定义高速加工是指转速在30,000RPM以上，实际加工切削进给保持8-12m/min的恒定进给。
我们从定义中看出，高速加工的一个关键要素是高速恒定进给。
由于高速加工时，转速上万转，特别在加工高硬度材料时，瞬间产生大量热量，所以必须保持高速进给，使产生的85%以上的热量被铁屑带走。
但在模具加工过程中，硬度通常在HRC50以上，且为复杂的曲面或拐角，所以高速机床必须做到在加工曲面或拐角时仍能高速进给。
另外实际加工中，刀具都有一个最佳切削参数，如能保持恒定进给，对刀具寿命，切削精度和加工表面质量都有提高。
由此看出，高速加工不仅是高速主轴，而且也是机床伺服系统的综合。
事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能C NC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
数控机床高速电主轴技术要点分析
203中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.05 （上）高速电主轴，即为内装式电机主轴单元，是数控机床的重要部件。
其是在机床主轴单元内部安装主轴电机，对主轴起到了驱动作用，由此促使电机和主轴成为一个整体。
要提高数控机床的运行效率，就要掌握高速电主轴技术要点，充分发挥其优势，同时，推进电主轴技术不断完善。
1 高速电主轴所具备的优点传统的数控机床上的主轴运行，在发挥电机驱动作用的过程中，主要是带动中间的变速装置和传动装置，诸如齿轮、皮带以及联轴节等，此为“机械主轴”，也被形象地称为分离式和直联式主轴。
与这种传统的主轴相比，电主轴具备的优点如下。
（1）主轴运行中，是通过内部安装的电机驱动的，不需要通过中间的变速装置和传动装置，其设计结构简单而且紧凑，能够提高运行效率而且精度很高。
在运行的过程中，不会产生很大的噪声，振动也非常小。
（2）将交流变频技术充分利用起来，在额定转速范围内，电主轴可以无级变速。
当机床运行的过程中，无论发生任何的工况，或者在负载变化的情况下，电主轴都有很好的适应性。
（3）内装电机运行中，能够控制闭环矢量，还可以按照控制命令有效调控功率，且能够灵活控制驱动装置运行速度、输出力矩等等。
电主轴可以满足各种大功率要求，诸如低速重切削大转矩的时候，或者高速精加工的时候，电主轴都能够很好地发挥作用，还可以实现准停，同时满足C 轴传动功能。
（4）电主轴可以高速运行，有良好的稳定性，动态精度较高，使数控机床切削的速度更高，加工的精密度也更高。
（5）由于电主轴的运行不需要经过中间传动环节，因此其平稳性更高，不会受到外来的冲击，主轴的轴承不需要承受很大的动负荷，精度寿命得以延长。
（6）电主轴使电机和主轴构成一个整体，形成一个单元，使电主轴可以系列化生产，形成一定的规模，而且生产更加专业化。
电主轴作为数控机床功能部件，也作为一种商品进入到市场中。
探析数控高速加工技术综述
探析数控高速加工技术综述数控高速加工技术是一种高效的加工方法，在制造业中得到了广泛应用。
其主要优点是可以提高加工精度和效率，降低加工成本。
本文将探析数控高速加工技术的相关概念、应用、发展以及存在的问题。
一、概述数控高速加工技术是指采用数控加工设备，结合高速切削工具，进行高速、高效、高精度的自动化加工过程。
相对于传统的机械加工方法，数控高速加工技术不仅可以提高加工精度，而且可以缩短加工周期，降低成本，提高生产效率和竞争力，具有重要的应用价值和发展前景。
其主要应用于航空航天、汽车、模具、光学、医疗等领域。
二、应用数控高速加工技术的应用范围很广，主要包括以下几个方面：1.航空航天航空航天是数控高速加工技术应用的主要领域之一。
在制造飞机部件时，数控高速加工技术可以快速地完成复杂曲面的加工，提高加工精度和表面质量，保证飞机部件的质量和性能。
2.汽车制造在汽车制造行业，数控高速加工技术主要应用于汽车发动机的制造和零部件加工，以及其他大型机械设备的加工和维修。
利用数控高速加工技术，可以提高汽车发动机的工作效率和稳定性，降低噪音和污染，保证汽车的安全性和质量。
3.光学制造在光学行业，数控高速加工技术主要应用于光学元件的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以制造出高精度、高稳定性的光学元件，提高光学设备的精度和性能，满足不同领域的应用需求。
4.医疗制造在医疗行业，数控高速加工技术主要应用于人工骨、植入物等医疗设备的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以使医疗设备更加精确地适应不同的人体部位和病情，提高医疗治疗的效率和安全性。
三、发展趋势随着科技的不断发展和制造业的升级换代，数控高速加工技术也在不断地发展和完善。
未来数控高速加工技术的发展可能会朝着以下几个方向发展：1.高速切削目前数控高速加工技术的切削速度一般在500 m/min以上，但是随着材料的不断进步和加工工具的不断改进，未来数控高速加工技术的切削速度可能会更快，达到1 000 m/min以上。
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。
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用摘要：数控高速切削加工技术的应用能够很大程度上提高工作效率，满足当前市场的需求。
文章阐述了数控高速切削加工技术在机械制造中应用的重要性及其策略。
当前使用高速切削加工技术不仅能够减少成本的投入，而且可以保证产品的质量，被广泛应用到各个领域。
关键词：机械制造；数控高速切削技术；工作效率引言随着社会经济的快速发展，对机械制造提出了更高要求，组合机床方式已无法满足市场需求，新型数控机床技术逐渐发展起来。
数控高速切削加工技术在应用过程中，能源消耗相对较低，能减轻切削震动、工件切削热等问题，大大提升了切削质量和切削效率，因而，被广泛应用于机械制造中。
1数控高速切削加工技术应用特点分析在我国机械制造行业中，通过合理应用切削加工技术，可以提升加工质量与效率。
（1）在数控高速切削加工期间，操作人员要严格按照规定流程与标准，应用不同的数控技术，对整个加工系统进行全面控制，实现数控机床自动化运行。
一般而言，在机械加工中合理应用数控高速切削加工技术，切削效率能够提升3倍。
（2）数控高速切削加工技术可以被应用于加工特殊材料。
如，钛合金材料在加工过程中，加工难度较大，会出现硬化问题，导致刀具磨损。
面对这一问题，运用数控高速切削加工技术，可以高质量地完成切削，同时，工作安全性也得到提升。
2数控高速切削加工技术在机械制造中应用的重要性2.1提高加工精度机械制造精度在加工制造中尤为重要，高速切削加工中，切削深度、切削宽度和切削力都很小，大大降低了刀具、工件的变形，保证了尺寸的精确性，而且切削层破坏和残余应力都较小，可以保证工件的高精度。
通过数控高速切削加工技术应用，不仅有效提升了加工效率，并且整体加工出来的产品精度更好，在生产加工过程中，通过技术控制，能够保证成功率，避免出现不必要的浪费，节省了材料与成本。
机械制造加工中使刀具的定位更加精确，为后期的加工环节提供了可靠保障。
2.2有助于加快刀工速度近几年我国切削加工技术水平不断提升，数控高速切削的出现和使用帮助工作人员提高了工作效率。
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数控高速加工技术分析
21世纪我国社会进入了超速的发展时期，无论是经济方面还是科学技术方面都得到了较高的发展水平，神舟9号的成功发射说明了我国的科学技术水平在不断的增强，社会也在不断的进步，在我国现代化建设的快速进程中，由于数控高速加工具有高效率、高精度、自动化程度高等特点，数控技术的高速加工是将来机械制造行业的重要基础和关键技术。
随着科学技术的不断发展与进步，人类的生活水平与日俱增，对机械产品的质量和生产率的要求也越来越高，开发高速加工设备和研究高速加工技术，是提高产品质量，缩短产品周期，降低加工成本，从而提高企业竞争力的重要途径。
接下来将着重介绍数控高数加工技术的应用和分析高速加工技术的特点。
标签：数控；高速加工技术；分析
1 数控高速加工技术应用
1.1 高速切削加工技术
高速切削加工技术是一项先进的切削加工技术，由于其切削速度、进给速度相对于传统的切削加工大幅度提高，切削机理也发生了根本的变化，所以常规切削加工中倍受困扰的一系列问题，通过高速切削可得以解决。
与常规切削加工相比，高速切削具有它的特点：（1）加工效率高，随着切削速度的大幅度提高，进给速度也相应提高，单位时间内的材料切除率可达到常规切削的3-6倍，甚至更高。
此外，高速切削机床快速空行程速度的提高缩短了零件加工辅助时间，也极大地提高了切削加工效率。
（2）切削力降低，切削热对工件的影响小：高速切削中在切削速度达到一定值后，切削力可降低30%以上，尤其是径向切削力降低更明显。
同时，95%-98%以上的切削热被切屑飞速带走，仅有少量切削热传给了工件，工件基本上保持冷态。
因此特别适合加工薄壁类、细长等刚性差的零件和易于变形的零件。
（3）加工精度高，高速加工刀具激振频率远离工艺系统固有频率，不易产生振动；自由切削力小，热变形小，残余应力小易于保证加工精度和表面加工质量，因此采用高速切削常可省去车、铣削后的精加工工序。
（4）可切削钛合金、高温合金等各种难加工的材料：航空航天等尖端部门的零件制造大量采用难加工的材料。
例如钛合金，这种材料化学活性大，导热系数小，弹性模量小，因此刚性差，加工时易变性，而且切削温度高，单位面积的切削力大，零件表面的冷硬现象严重，刀具后刀面磨损剧烈。
若采用涂层整体硬质合金刀具高速切削钛合金，切削速度可达200m/min以上（比传统切削加工速度高10倍左右），加工效率和零件表面加工质量都能获得大幅度的提高。
1.2 数控车床加工技术
数控加工是指在数控机床上对零件进行加工的工艺方法。
一般来说，数控车床加工技术主要涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两大方面，数控加工中地刀具、夹具等工装也在其涉及的范围内。
数控机床运动的可控性为数控加工提供
了硬件基础，但是数控机床也是按照提供给它的指令（加工程序）来执行运动的，因此数控加工工艺的制定和零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节，是获得合格零件的保证。
特别是对于复杂零件加工，其重要性甚至超过数控机床本身。
由此可见，数控车床加工技术一种能高效、优质的实现产品零件加工的有关理论、方法与实践技术，是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工的基础与关键。
1.3 数控快速点磨削技术
快速点磨削技术是由德国Junker公司在1994年开发的一种集CNC、CBN 超硬磨料、超高速磨削三大先进技术于一体的高效率、高柔性先进加工工艺，主要是用于轴套类零件地加工。
它采用超薄层CBN或人造金刚石超硬磨料砂轮，是新一代数控车削和超高速磨削的极佳结合，是目前高速磨削最先进的技术形式之一。
快速点磨削主要有以下特点：（1）在磨削工件外圆时，工件的轴线与砂轮的轴线并不是始终处于水平状态，而是在水平和垂直方向都旋转一个角度，以实现砂轮与工件理论上的点接触。
通过数控系统控制这两个方向的点磨变量角和X、Y方向的联动速度来实现对不同形状表面的加工。
（2）快速点磨削砂轮采用超硬磨料CBN，这种材料具有高硬度，高耐磨性等特点，使砂轮的速度可以达到90-160m/s，从而保证快速点磨削具有较高加工效率。
（3）通常快速点磨削砂轮采用CBN材料或者人造金刚石超薄砂轮，厚度只有4-6mm，这样的薄砂轮可以大大减少砂轮质量，这不仅能降低砂轮的造价还能减少砂轮运转时的不平衡度，从而降低运转时施加在轴上的离心力。
（4）Junker公司数控快速点磨削机床采用了多项专利技术，例如砂轮三点定位安装系统，砂轮主轴电平衡自动控制系统，机密导轨系统以及砂轮在线修整技术，从而保证机床的加工性能。
2 数控高速加工技术分析
2.1 提高生产率
生产率与切削用量有着密切的关系。
合理的切削用量是保证生产率的重要因素。
相当于传统加工方式用大直径的刀具、大切深、大切宽的切削用量，而在高速加工方式下，都采用小直径的刀具、小切深、小切宽、快速多次走刀来提高加工效率。
高速加工的进给速度一般是传统加工方式的5-10倍，材料去除率可提高3-6倍，从而大大地提高了生产效率。
2.2 改善加工产品的质量
由于高速加工的切削力大幅度减小，刀具和被加工零件之间的系统振动很小，容易得到很好的表面加工质量，可作为机械加工的最终精加工工序和镜面加工。
另外一方面，由于主轴转速高，刀具和工件的接触频率大为增加，在加工表面产生高频压应力，从而大幅度减小加工表面的表面粗糙度、提高加工表面的接触刚性和零件的耐磨性能。
尤其是在模具行业，采用高速加工工艺，模具的平均使用寿命提高3倍。
3 结束语
机械制造业是一个国家最基本的行业，它的发展水平直接影响我国经济水平，为了我国经济的飞跃和国民生产总值的提高，国家对重大科技产业项目也越来越重视，综合科学技术水平将日益提高，高速加工技术已经站在世界制造技术的顶端，因此高速加工技术在国内机械制造业将日趋实用和普及。
数控高速加工技术以其高精度的高数加工特点受到了各个行业的青睐。
就目前而言已经在航空航天、汽车行业和高精度的模具行业得到了广泛的应用。
参考文献
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[4]王成和，刘克璋.旋压技术[M].北京：机械工业出版社，1986.
作者简介：张健菘（1993，10-），男，重庆人，本科学历，现就读于重庆工商大学机械工程学院，机械制造方向。