高速切割的关键技术

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先进制造技术复习题

先进制造技术复习题

先进制造技术复习题(2013)1、简述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念,比较广义制造与狭义制造的区别。

制造是人类所有经济活动的基石,人类历史发展和文明进步的动力。

制造系统是制造业的基本组成实体制造业是将制造资源(物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等)利用制造技术,通过制造过程,转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。

广义的制造: 生产过程中从原材料→成品直接起作用的那部分工作内容,包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作(物质流)。

狭义的制造=生产2、论述制造业在国民经济中的地位与作用。

制造业是产业革命的主力军制造业是国民经济的支柱产业制造业是国民经济各部门的装备部3、先进制造技术的形成和发展特点是什么?在世界经济一体化的进程中,制造技术不断汲取、渗透和融合计算机、信息、自动化、材料、生物及现代管理等方面的成果,使传统意义上的制造技术有了质的飞跃,形成了现代先进制造技术的新体系。

先进制造技术的发展特点是精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化。

4、先进制造技术的定义、先进制造系统的内涵、体系结构和特点。

先进制造技术在是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。

先进制造技术主要涉及新型产业及市场需求带动,系统工程及管理科学,信息技术,新能源技术,新材料技术AMT 是一项综合性技术,AMT是一项动态技术,它的特点有:1)集合多学科成果形成一个完整的制造体系2)先进制造技术的动态发展过程3)信息技术对先进制造技术的发展作用4)向超精微细领域扩展5、分析制造业所面临的机遇、挑战和发展趋势。

[改革开放30年来我国制造业的进步1)引进国外先进技术2500多项,占全国的1/3以上。

切割技术在航空航天领域中的应用有哪些?

切割技术在航空航天领域中的应用有哪些?

切割技术在航空航天领域中的应用有哪些?一、涡轮叶片切割技术涡轮叶片是航空发动机中关键的零部件,其制造质量直接影响着发动机的性能和可靠性。

传统的涡轮叶片制造工艺复杂、成本高,而采用切割技术可以使涡轮叶片制造更加高效和精确。

具体应用包括:1. 高精度切割:利用激光切割或电火花切割等技术对涡轮叶片进行高精度的切割,保证叶片的尺寸和形状的一致性,提高发动机的工作效率。

2. 自动化切割:采用机器人或自动化设备对涡轮叶片进行切割,使切割过程更加快速和精确,降低人为操作造成的误差,并提高生产效率。

3. 切割质量检测:通过光学检测、射线检测等技术对涡轮叶片的切割质量进行检测,保证叶片的质量和可靠性,提高发动机的寿命。

二、航空结构切割技术在航空制造中,常常需要对航空结构进行切割加工以满足设计和装配要求。

切割技术可以有效地对航空结构进行加工和切割,提高生产效率和产品质量。

相关应用包括:1. 自动化切割:采用机器人、数控切割机等自动化设备对航空结构进行切割加工,提高生产效率和产品质量。

2. 高精度切割:利用激光切割、水刀切割等高精度切割技术对航空结构进行加工,保证切割尺寸的精确性和一致性。

3. 表面质量控制:通过优化切割工艺、选用合适的切割工具和加工参数,控制航空结构切割表面的质量,减少切割残留物和毛刺,提高航空结构的整体性能。

三、复合材料切割技术复合材料在航空航天领域中得到了广泛应用,而复合材料的切割加工对产品的质量和性能有着重要影响。

切割技术可以使复合材料的切割加工更加高效和精确。

具体应用包括:1. 高速切割:采用高速切割工具和刀具对复合材料进行切割加工,提高生产效率和切割质量。

2. 质量控制:通过优化切割工艺、选择合适的切割工具和加工参数,控制复合材料切割的质量,减少切割残留物和毛刺,提高产品的质量和性能。

3. 切割损伤控制:针对复合材料的特殊性,采用适当的切割技术和工艺,在切割过程中有效控制切割损伤,提高产品的使用寿命和可靠性。

武汉理工大学先进制造工艺技术及其装备期末复习题

武汉理工大学先进制造工艺技术及其装备期末复习题

先进制造工艺技术及其装备复习题复制题目后,按住CtrI+F键查找相应题目答案(超越高度)一、多选(共计25分,每题2.5分,每题答案完全一样得满分,少选、多选、错选均不得分。

)1、工业机器人的发展趋势有()。

A.机器人的智能化B.机器人的多机协调化C.机器人的标准化D.机器人的模块化正确答案:【A;B;C;D】2、制造与制造业的作用有()。

A.创造价值,生产物质财富和新的知识B.为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装备C.是国民经济和综合国力的支柱产业D.是国民经济和综合国力的唯一指标正确答案:【A;B;C】3、先进制造技术的发展特点()。

A.小批量一少品种大批量一多品种变批量B.从劳动密集型一设备密集型一信息密集型一知识密集型变化。

C.手工一机械化一单机自动化一刚性流水自动线一柔性自动线一智能自动化。

D.蒸汽时代一电气时代一信息时代正确答案:【A;B;C】4、电火花加工、电解加工相比,超声波加工的加工精度高,加工表而质量好,但加工金属材料时效率低()A.B.正确答案:【正确】5、机器人的控制系统由机器人本体和伺服控制器组成。

A.B.正确答案:【正确】6、国际生产工程研究学会(CIRP)定义:”制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择、()市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称”。

A.生产计划B.生产过程C.质量保证D.经营管理正确答案:【A;B;C;D】7、光刻加工的主要阶段有()oA.涂胶B.曝光C.显影D.坚膜正确答案:【A;B;C;D】8、制造与制造业的作用有()。

A.创造价值,生产物质财富和新的知识B.为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步提供先进的手段和装备C.是国民经济和综合国力的支柱产业D,是国民经济和综合国力的唯一指标正确答案:【A;B;C】9、福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工(零件互换技术),实现了以刚性自动化为特征的大量生产方式,它对()都产生了重大的作用。

高速搅拌切割制粒过程及影响因素简介

高速搅拌切割制粒过程及影响因素简介

高速搅拌切割制粒过程及影响因素简介文章标题:高速搅拌切割制粒过程及影响因素简介概述:高速搅拌切割制粒是一种常见的固体制粒方法,它可以将粉末、颗粒或浆料转化为均匀的颗粒状物料。

在这个过程中,搅拌切割设备通过高速旋转刀片将原料分散并切割成均匀的颗粒。

本文将对高速搅拌切割制粒过程以及影响因素进行简要介绍,并分享一些个人观点和理解。

一、高速搅拌切割制粒过程:1. 设备介绍:高速搅拌切割制粒常用的设备包括高剪切搅拌机、高剪切混合机或高剪切切割机。

这些设备通常由旋转刀片、筒体和驱动装置组成。

在制粒过程中,原料通过进料口加入搅拌切割设备,旋转刀片高速旋转时,将原料分散并切割,形成均匀颗粒。

2. 切割原理:高速切割刀片的旋转速度和形状对制粒效果起着重要作用。

刀片旋转时,带动原料发生剪切和抛撒,进而将颗粒状物料切割成均匀颗粒。

切割过程中,刀片与原料之间的相对速度越大,切割作用就越明显。

刀片的形状也能够影响颗粒大小和形态。

3. 切割条件:高速搅拌切割制粒的切割条件包括刀片速度、刀片形状、搅拌速度、搅拌时间等。

不同的切割条件将导致不同的制粒效果。

刀片速度越高,制粒效果越好;刀片形状对颗粒形态有一定的影响;搅拌速度和时间决定了切割时间和强度,进而影响颗粒的大小和分布。

二、影响因素:1. 原料特性:原料的物理性质、颗粒大小和分布、含水量等都会影响高速搅拌切割制粒的效果。

物理性质包括粉末流动性、颗粒形状等,这些特性将影响切割和分散性能。

较大的颗粒可能需要更长的切割时间来获得均匀的颗粒。

含水量的变化也可能导致制粒效果的不稳定性。

2. 设备参数:高速搅拌切割设备的参数,如刀片速度、刀片形状、搅拌速度和时间等,决定了切割的强度和时间。

这些参数的选择与原料的特性有关,通过合理调控这些参数,可以获得所需的颗粒特性。

3. 外部环境:制粒过程中的外部环境也会对制粒效果产生一定影响。

湿度、温度、压力等因素都可能影响粉末的流动性、粘附性和切割效果。

高功率薄片超快激光器关键技术与产业化

高功率薄片超快激光器关键技术与产业化

高功率薄片超快激光器关键技术与产业化高功率薄片超快激光器,这名字听上去是不是有点儿高大上?其实它的魅力可不仅仅在于名字。

想象一下,一个小小的薄片,居然能释放出强大的激光,瞬间把各种材料切割得干干净净,甚至在医疗领域也能派上用场,真是让人拍手叫绝!超快激光器的技术,让激光束像闪电一样快,不是开玩笑,这种速度真是快得让人咋舌。

你有没有想过,为什么它们在各个行业中越来越受欢迎?毕竟,谁不想用最尖端的科技来提升生产效率呢?说到高功率薄片激光器,得先提提它的“身世”。

这玩意儿的发明可不是一朝一夕的事,科研人员花费了多少心血和时间,才把它从实验室的小白鼠变成了产业化的明星。

激光器的设计就像做一道复杂的菜,不仅要有好的“食材”,还得有巧妙的“配方”。

这过程可真是一波三折,科研人员们真是个个都是斗士,咬牙坚持,努力攻克一个又一个技术难关。

每当看到那些闪耀的激光,真是感慨万千,简直可以用“壮志凌云”来形容!再说说它的应用,简直是多得让人眼花缭乱。

比如在制造业,超快激光器可以用来切割、焊接、打标,几乎无所不能。

工厂里的机器一开动,那激光就像一把锋利的刀,瞬间就把金属切割成精美的形状。

而在医疗领域,激光可以用来做手术,帮助医生更精准地治疗病患,这真是“救死扶伤”的神奇武器。

想象一下,有一天,你的手术变得如此简单,医生只需用激光轻轻一划,病痛就消失得无影无踪,太神奇了吧?技术再好,也得有个好的团队来推动它的发展。

这就涉及到产业化的问题了。

很多时候,技术的壁垒让许多企业望而却步,毕竟,要把高科技转化为产品,可不是说说而已。

不过,随着越来越多的企业进入这个领域,激光器的生产技术逐渐成熟,成本也在下降。

这对于整个行业来说,简直是个好消息!你想想,如果价格变得亲民,谁不愿意买呢?让更多人享受到高科技的红利,简直是“双赢”啊!可别以为光有技术和团队就够了,市场的需求同样重要。

随着各行各业对高效、精准的要求越来越高,超快激光器的市场前景就像一片广阔的蓝天,潜力无限。

超高压磨料射流切割系统及其关键技术研究

超高压磨料射流切割系统及其关键技术研究

超高压磨料射流切割系统及其关键技术研究1. 引言超高压磨料射流切割技术是一种利用高速旋转的磨料射流对材料进行加工的方法。

该技术具有速度快、精度高、效率高、成本低等优点,因此在工业生产中被广泛应用。

本文从超高压磨料射流切割系统及其关键技术方面进行研究和探讨。

2. 超高压磨料射流切割系统2.1 系统组成超高压磨料射流切割系统主要由高压泵、压力管路、控制系统、切割头、磨料箱等组成,如图1所示。

图1 超高压磨料射流切割系统组成高压泵是系统的核心部件,其作用是将水压力提高到100MPa以上,并将水送入磨料箱中。

压力管路将高压水传递到切割头中,切割头将高压水和磨料混合后喷出,完成切割工作。

控制系统主要用于控制切割头的运动轨迹和喷射压力等参数。

2.2 系统特点超高压磨料射流切割系统具有以下特点:(1)高速旋转的磨料射流具有很强的切割力,能够对各种硬材料进行切割。

(2)磨料射流的直径小,切割精度高,切面光滑。

(3)该系统适用于各种形状、各种材质的工件,具有很强的通用性。

(4)系统操作简单,成本低,可广泛应用于工业生产中。

3. 关键技术3.1 磨料磨料是超高压磨料射流切割中十分重要的一环,磨料的选择直接影响到切割质量和效率。

常见的磨料有金刚石、碳化硅、氧化铝等。

金刚石磨料切割效率较高,但成本较高;碳化硅磨料成本相对较低,在对非金属材料进行切割时表现较优;氧化铝磨料在对钢材等金属材料进行切割时效果较好。

3.2 磨料喷嘴磨料喷嘴是将高压水和磨料混合后喷出的关键部件。

其喷嘴口径、喷嘴设计、内壁涂层等都会影响到磨料射流的稳定性和喷射效果。

喷嘴口径越小,磨料射流的速度越高,能够获得更高的切割效率;喷嘴设计直接影响到磨料射流的稳定性和方向性,设计合理的喷嘴能够使切割面光滑,减少破碎和毛刺等缺陷。

3.3 切割头切割头是喷出高压水和磨料的部件,其结构和材料也对切割效果有影响。

切割头必须具有高压耐受性和磨损性,常见的切割头材料有钨钢、陶瓷等。

消防强切工作原理

消防强切工作原理

消防强切工作原理
消防强切是指针对火场中的金属门窗、墙壁等建筑材料进行快速切割,以便顺利开展灭火救援行动的技术手段。

消防强切工作原理主要是通过电动工具的高速旋转切割轮,将旋转切割轮带动的高速运动刀片,对金属材料进行锯切或切割,从而达到快速破拆门窗、打开通道、疏散人员等目的。

消防强切工作原理的关键在于切割轮的选择和运用。

消防强切用的切割轮通常由石英、树脂等材料制成,这种切割轮具有高强度、高硬度和高耐磨性,能够适应高强度的工作环境。

消防人员在进行消防强切操作时,需要根据切割材料的硬度和厚度,合理选择切割轮的种类和规格,以确保切割效果和速度。

消防强切工作原理的另一个关键在于操作技巧的掌握。

消防人员在进行消防强切操作时,需要注意安全操作规范,保持良好的操作姿势和稳定的切割姿态。

在切割过程中,需要根据实际情况进行角度调整和切割方向的转换,以确保切割效果和切割速度。

同时,还需要注意对周围环境的保护,避免对人员和物品造成不必要的损害。

总之,消防强切工作原理在消防救援工作中具有非常重要的作用,能够有效地帮助消防人员打开通道、疏散人员、扑灭火灾等,提高救援效率和成功率。

因此,消防人员在工作中需要熟练掌握消防强切技术,确保在紧急情况下能够快速、安全地完成任务。

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高速加工机床及其关键技术

高速加工机床及其关键技术

综 述高速加工机床及其关键技术清华大学 魏志强 王先逵 杨志刚 摘要 介绍了高速加工机床的发展现状。

对高速机床的几个主要关键技术—高速主轴单元、高速主轴支撑轴承、直线电机进给驱动系统、高速机床控制系统以及高速加工刀具进行了讨论。

关键词 高速机床 高速主轴 直线电机 高速刀具 高速、超高速加工不但可以大幅度提高零件的加工效率、缩短加工时间、降低加工成本,而且,可以使零件的表面加工质量和加工精度达到更高的水平。

随着高速和超高速切削机理、大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、磁悬浮以及动静压气浮、液压高速主轴轴承、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具、高性能的控制系统等一系列技术领域中,关键技术的解决,已使得高速、超高速加工具备了基本条件。

近年来,高速、超高速加工的实际应用和实验研究取得了显著的成果。

在国外许多著名公司的加工中心上,如美国C incinnati、Ingerso ll,日本的牧野,意大利的R am baudi 等公司,标准主轴转速配置可以到8000~10000 r m in,可选的20000r m in以下的主轴单元已经处于商品化阶段。

采用滚珠丝杠的进给系统,快速进给可以达到40~60m m in,工作进给可达到30m m in以上。

采用直线电机的进给驱动系统,快速进给可以达到76m m in,进给加速度到1g(9.8m s2)以上。

如瑞士M ik ron公司生产的H S M700高速铣床,主轴最高转速达到42000r m in,快速进给为40m m in,输出功率可到14k W。

上述高速加工中心的刀具到刀具的换刀时间最快小于1s,切屑到切屑的换刀时间小于2.4s,托盘交换时间小于10s。

机床的定位精度最高到215Λm,重复定位精度1Λm。

我国在高速加工的各关键领域也进行了较多的研究,但总体水平同国外尚有一定的差距,主轴转速尚未突破10000r m in。

目前,高速加工主要应用于模具、工具的制造以及航空航天工业中的复杂曲面、薄壁零件的加工等领域。

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高速切割的关键技术学院:动力与机械学院班级:机械一班(09621)姓名:丰德海学号:200930139014摘要: 高速切削是切削加工的发展方向,现已成为切削加工的主流。

包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削和大进给切削等,高速切削是一个相对概念,如何定义尚无共识,切削速度为普通切削5-10倍的切削,刀具转速10000-20000rpm的切削,1978年切削委员会规定的500-7500m/min 的切削,通常为高速切削。

高速切削不只是切削速度的提高,它的发展和推广应用(包括机床和刀具技术的全面发展和提高)将带动整体制造业水平和效益的进步与提高。

关键词:高速切割,关键,技术,发展,前景。

正文:高速切削是一项复杂的系统工程。

高速切削不只是切削速度的提高,它的发展涉及到机床、刀具、工艺和材料等诸多领域的技术配合和技术创新。

实现高速切削的最关键技术是研究开发性能优良的高速切削机床, 自20世纪80年代中期以来, 开发高速切削机床便成为国际机床工业技术发展的主流。

1 高速加工对机床的特殊要求高速切削加工的特殊性对实施高速切削加工的机床提出新的要求:(1)要有一个适合高速运转的主轴单元及其驱(2)要有一个快速反应的进给系统单元部件和数控伺服驱动系统。

(3)要有一个高效、快速的冷却系统。

(4)高刚性的床体结构。

(5)安全装置和实时监控系统。

(6)要有方便可靠的换刀装置。

(7)优良的热态特性和静、动态特性。

2 高速切削机床的关键技术2.1 高速主轴高速数控机床的工作性能, 首先取决于高速主轴的性能。

数控机床的高速主轴单元包括主轴动力源、主轴、轴承和机架等几个部分, 它影响加工系统的精度、稳定性及应用范围, 其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。

目前高速切削机床的主轴主要为陶瓷滚珠轴承电动主轴。

机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现机床的“零传动”,俗称“电主轴”。

电主轴是一种智能型功能部件,不但转速高、功率大,还有一系列控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能,以确保其高速运转的可靠性与安全性。

目前电主轴主要采用交流异步感应电动机(高频),国内外专业的电主轴制造厂已可供应几百种规格的电主轴。

其套筒直径从32mm至320mm、转速从10000r/min到150000r/min,功率从0.5kW到80kW、转矩从0.1N•m 到300N•m。

2. 2 高速精密轴承高速轴承是高速切削机床的核心,是决定高速主轴寿命和负载容量的最关键部件。

2. 2. 1 磁悬浮轴承它是用电磁力将主轴无机械接触地悬浮起来,其转速可达45000rPmin ,功率为20kW,精度高,易实现实时诊断和在线监控,是理想的支承元件,但其价格较高。

2. 2. 2 液体动静压轴承采用流体动、静力相结合的办法,使主轴在油膜支撑中旋转,具有径、轴向跳动小、刚性好、阻尼特性好,适于粗、精加工,寿命长的优点。

但其无通用性,维护保养较困难。

2. 2. 3 混合陶瓷轴承用氮化硅制的滚珠与钢制轨道相组合,是目前在高速切削机床主轴上使用最多的支承元件,在高速转动时离心力小,刚性好,温度低,寿命长,功率可达80kW,转速高达150000rPmin ,它的标准化程度高,便于维护,价格低。

2.3 高精度快速进给系统高速切削是高切削速度、高进给率和小切削量的组合,进给速度为传统的5~10倍。

这就要求机床进给系统高进给速度、良好的加减速特性、高精度、快响应、宽调速范围、低速大转矩。

要实行这样并准确控制这样高的进给速度,对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构提出了新的要求。

高速机床普通采用线性滚动导轨代替了传统的滑动导轨,其移动速度、摩擦阻力、动态响应特性和阻尼效果都不同于传统的滑动导轨,其特有的双V型导轨结构大大提高了机床的抗扭能力,同时其磨损近乎为零,导轨精度和寿命都比以往提高几倍,配合以数字伺服电机,其进给和快速进给从过去的6m/min提高到了现在的20~60m/min。

传统的直线电动机驱动机构,由旋转电动机、齿轮箱或联轴器、丝杠和驱动螺母、丝杠支座轴承等构成的驱动系统,影响和限制了机床的性能。

例如:电动机最大转速的限制;高加速度下电动机轴产生的扭曲变形和位置误差;丝杠本身受临界转速、间隙、扭曲、螺距误差、摩擦等影响,且其振动衰减时间很长;齿轮箱增加系统惯性,产生间隙。

而直线电动机。

驱动机构则没有上述缺点,能达到快速移动(可以达到120m/min 甚至200m/min的速度)和较短的位置稳定时间,且能进一步减少机床不进行实际切削加工的非生产时间。

由于直线电动机驱动机构仅由两个互不接触部件组成,没有低效率的中间传动部件,也无机械滞后以及螺距误差,从而可达到高的效率,且其精度完全取决于反馈系统和轴承。

当用全数字伺服系统驱动直线电动机时,可达到高刚度和高固有频率,从而达到极好的伺服性能。

高速伺服系统已经发展成数字化、智能化,软件化,高速切削机床已开始使用全数字交流伺服电机和控制技术。

2.4 高速伺服系统为了实现高速切削加工,机床不但要有高速主轴,还要有高速的伺服系统,这不仅是为了提高生产效率,也是维持高速切削中刀具正常工作的必要条件,否则会造成刀个的急剧磨损与升温,破坏工件加工的表面质量。

2.4. 1 直线电机伺服系统直线电机是使电能直接转变成直线机械运动的一种推力装置,将机床进给传动链的长度缩短为零,它的动态响应性能敏捷、传动刚度高、精度高、加减速度大,行程不受限制、噪音低、成本较高,在加速度大于1g 的情况下,是伺服系统的唯一选择。

2.4. 2 滚珠丝杠驱动装置滚珠丝杠仍是高速伺服系统的主要驱动装置,用AC 伺服电机直接驱动,并采用液压轴承,进给速度可达40~60m/min ,其加速度可超过0. 6g ,成本较低,仅为直线电机的1/2. 5。

2.5 高性能的数控系统数控系统的选用要注意是否具有如下的高速加工功能:①进给速度、加减速度的控制,前馈控制,前瞻控制,冲击控制;②各种螺距补偿、反向间隙补偿、弯曲度补偿、温度补偿、跨象限补偿等;③大容量存储器,以适应复杂形状加工的需要;④程序的快速输入和处理。

高性能的数控系统组成目前常用的高性能数控系统有FANUC的16i、SIEMENS的840D和HEIDENHAIN的TNC430等,它们的脉冲当量已达纳米级。

2.6 高速切削机床本体结构的要求高速切削机床要求机床本体具有很好的静刚度、动刚度和热刚度特性等, 尤其对动态特性有很高的要求。

在设计时, 从机床结构动态特性、固有频率的角度, 进行有限元分析或利用"多体系统"进行动态仿真, 设计出最优的床身结构。

目前大多采用落地式床身, 整体铸铁结构, 龙门框架的主轴立柱, 并在立柱上增加适当的加强筋, 使机床结构具有良好的静、动态刚度和稳定性, 且有很好的吸振性。

也可采用基于S tew art平台的并联机床的床身结构, 以减轻重量, 增加刚度。

近年来高速机床的床身和立柱材料采用了聚合物混凝土或称人造花岗石, 这种材料的阻尼特性为铸铁的7~ 10倍, 而比重只有铸铁的三分之一, 是制造高速机床支承件较为适宜的材料。

3 高速切削机床发展历史与现状3.1 国外20世纪80年代,世界机床制造强国德国、日本就在政府强有力的资助下,联合众多机床制造企业,共同攻关,进行高速切削机床各相关硬件与软件的开发,并迅速实现高速切削机床的商品化。

1993年,汉诺威国际机床博览会上展出了德国制造的世界上第一台用直线电动机驱动工作台的高速加工中心,由此拉开了高速进给的序幕,高速切削技术从此快速走向成熟应用阶段。

目前,德国的高速立式铣削加工中心实用化的主轴转速已经达到60 000r/min,快速进给速度X 、Y 、Z 轴均为60m/m i n,加速度为2.5g ,重复定位精度±1μ m。

在研制高速切削机床的同时,德国还在高速切削工艺方面进行深入研究,在有色金属、复合材料、铸铁及模具钢等高速切削机理研究方面形成系统理论,以加工效率、加工精度和加工零件表面完整性为目标,对高速切削工艺进行优化,对指导高速切削生产起到很大作用。

日本于1996年研制出第一台卧式高速切削加工中心,主轴转速30 000r/min,最大进给速度80m/min,加速度为2g ,重复定位精度±1μ m。

同时在高速切削工艺方面进行了深入研究,包括高速切削工艺数据库、高速切削刀具磨损破损机理、切屑控制、高速切削过程C A D/C A M系统开发及质量控制等,从而加速高速切削技术产业化进程,在国际机床界产生重大影响。

近几年国外高速加工机床发展迅速,美国、法国、瑞士、英国、加拿大、意大利等国家相继开发出了各自的高速切削机床。

3.2 国内我国在20世纪90年代初开始有关高速切削机床及工艺的研究。

研究内容包括水泥床身、超高速主轴系统、全陶瓷轴承及磁悬浮轴承、快速进给系统、有色金属及铸铁超高速切削机理与适应刀具等方面。

通过科技工作者的艰苦工作,各项关键技术都取得了显著进展。

然而,由于种种原因,一些高速加工技术基础共性技术研究没有得到优化、集成和推广应用,未能形成系统理论,与国外发达国家差距明显。

在市场经济引进技术设备的带动下,我国高速机床技术有了长足进步。

现在国内10 000~15 000r/min的立式加工中心、18 000r/min的卧式加工中心、 3 500~4 000r/min的数控车床和车削中心已批量生产,切削速度达8 000r/min的数控车床也已问世。

高速机床的高档数控系统和开放式数控系统正在深入研究中,但目前主要还是依赖进口。

目前国内正逐步开始推广应用高速切削技术,主要是应用在航空航天、模具和汽车工业,加工铝合金和铸铁较多,采用的刀具以进口为主。

我国现在的国情是,在航空、汽车和模具等生产部门,已进口相当规模的高速切削机床,而且进口高速切削机床数量还在进一步上升。

4 结束语高速切削加工技术是一项全新的、正在发展中的先进实用技术,在理论和技术各方面还有大量研究、开发工作要做。

我国高速切削加工技术的开发和应用还处于初步阶段,但国内已进口了大批高速加工设备,也开发了多种高速加工机床,只要我们充分认识高速切削加工技术的优越性,完全有可能把我国切削加工水平推进到一个新高度。

参考文献[1]张伯霖.高速切削技术及应用.机械工业出版社,2003.4[2]艾兴,刘战强,赵军,邓建新,宋世学.高速切削刀具材料的进展和未来.制造技术与机床 ,2001.8[3]刘文化.高速加工机床的发展历史与现状.金属加工, 2010.12[4]王正君,史津平,周小玉.高速超高速切削及高速机床.机床与液压,2001.1[5]胡秋.高速机床关键技术及其发展趋势.机床与液压, 2001.8[6]徐彪,李长光.高速切削的技术装备.电子机械工程,2002.Vol.18 No.6[7]孙全平,廖文和.高速切削的现状及其关键技术.淮阴工学院学报,Feb. 2002 Vol.11 No.1[8]吴明友.高速切削机床.煤矿机械,2006.6[9]张宁菊.高速切削机床的关键技术.机床与液压,2005.11[10]周华, 石彦华.高速切削机床的关键技术及其应用.现代制造工程,2008.8[11]朱从容,顾平灿.高速切削技术及高速切削机床.精密制造与自动化,2002.3。

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