高速切削加工技术zzz

附件二

烟台工程职业技术学院

数控技术系机械制造与自动化专业 09 级

毕业设计（论文）

题目:高速切削加工技术

姓名王大鹏学号

指导教师（签名）

二○年月日

附件三

高速切削加工技术姓名王大鹏

目录

标题

摘要

第一章高速切削加工技术定义

第二章高速车削的特点

（一）切削力小

（二）工件热变形小

（三）材料切除率高

（四）工艺系统振动小，可实现高精度、低粗糙度加工（五）可加工难加工材料

（六）高速干切削可以实现加工过程的绿色制造

第三章高速切削刀具材料

(一) 涂层刀具

（二）陶瓷刀具

（三）立方氮化硼（CBN）

（四）聚晶金刚石（PCD）

第四章高速切削工艺技术

（一）高速切削轻金属技术

（二）高速切削钢和铸铁技术

第五章高速切削机床技术

（一）高速主轴

（二）高速进给系统

第六章高速CNC控制技术

第七章高速切削加工理论

第八章高速切削技术应用

（一）高速切削航空航天工业中应用

（二）高速切削

结束语

参考文献

高速切削加工技术

摘要：论述高速切削的概念，高速的特点，以及高速切削机床技术、高速切削刀具技术、高速切削工艺技术以及高速切削加工理论。

关键词：高速切削加工；机床；高速切削刀具；高速切削工艺；

机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。在机械加工技术中，切削加工是应用最广泛的加工方法。近年来，高速切削技术蓬勃发展，已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。目前，高速切削技术在航空航天、模具生产和汽车制造等行业已经获得广泛应用，并产生了巨大的经济效益。高速切削作为一种新的切削加工理念，对其深入研究具有重要意义。本文着重介绍了高速切削的机床、刀具、切削工艺和辅助单元等高速切削过程中所涉及的关键技术。

1.高速切削加工的定义。

高速切削加工是一种比常规切削速度高得多的先进制造工艺。它的巨大吸引力在于不但可以大幅度提高零件的加工效率、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。高速加工已在航空、航天、汽车以及超精密微细加工等领域获得了广泛的应用。资料表明，一般模具和工具。有6O％的机加工量可用高速切削加工工艺来完成的。高速切削概念起源于德国切削物理学家Carl Salmon的著名切削试验及其物理引伸。他认为一定的工件材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高。在常规切削范围内。切削温度随着切削速度的增大而提高，但当切削速度提高到一定的程度时。切削温度不但不升高反而会降低。对每一种工件材料都存在一个速度范围。在该速度范围内。由于切削温度过高，刀具材料无法承受。即切削加工不可能进行，称该区为“死谷”。因此。只有越过“死谷”才可用现有的刀具进行高速切削。所以高速切削是一个相对概念。通常把采用比常规切削速度高得多(一般为5一l0倍)的切削加工称为高速切削。如当切削速度对钢材达到380m／min以上、铸铁700 m／rain以上、铜材1000m

／min以上、铝材1100m／min以上时称为高速切削加工。

2．高速车削的特点

高速切削是一项复杂的系统工程。高速切削速度较之常规切削速度几乎高出1个数量级，其切削机制异于常规切削。由于切削机制的改变，使得高速切削技术具有以下特点。

1.高速车削特点

a)切削力小

由于切削速度高，切屑流出速度加快，切屑流出阻力减少，切削变形减小，从而使切削力比常规切削降低30%以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少，特别适合于加工薄壁类刚性差的工件，如飞机上的机翼壁板等。

b)工件热变形小

在高速切削时，90%以上的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，工件积累热量少，工件温升不会超过3℃，基本保持冷态，不会由于温升导致热变形，特别适合于加工细长易热变的工件。

c)材料切除率高

随切削速度的提高，进给速度也相应提高5倍～10倍，单位时间内的材料切除率可达常规切削的3倍～6倍，适用于材料切除率要求大的场合，在航空航天、汽车和模具制造等领域，高速切削技术已成为加工整体构件最理想的制造技术。

d)工艺系统振动小，可实现高精度、低粗糙度加工

在高速切削时，机床的激振频率很高，远远超出了“机床—刀具—工件”工艺系统的固有频率范围（50Hz～300Hz），使得加工过程平稳，振动小，可实现高精度、低粗糙度加工。高速切削加工获得的表面质量常可达磨削水平，因此常可省去铣削后的精加工工序。

e)可加工难加工材料

难加工材料如高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料和耐磨铸铁等的切削加工不仅切削效率低，而且刀具寿命短。高速切削时，由于切削力小，切屑变形阻力小，刀具磨损小，故可加工一些难加工材料。

f)高速干切削可以实现加工过程的绿色制造

高速干切削就是在切削加工过程中不使用任何切削液的工艺方法，是对传统切削方式的一种技术创新。它相对于湿切削而言，是一种从源头上控制污染的绿色切削和清洁制造工艺，它消除了切削液的使用对外部系统造成的负面影响。

3．高速车削的有关技术

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。

3.1高速切削机床技术

a)高速主轴

高速主轴是高速切削机床的核心部件，在很大程度上决定着高速切削机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范围。目前，适于高速切削的加工中心其主轴最高转速一般都大于10000r/min，有的高达60000r/min～100000r/min，为普通机床的10倍左右；主电动机功率15kW～80kW，以满足高速车削、高速铣削之要求。

轴承是决定主轴寿命和负荷的关键部件。电主轴采用的轴承主要有滚动轴承、流体静压轴承和磁悬浮轴承。滚动轴承因其具有刚度高、高速性能好、结构简洁、标准化程度高和价格适中等优点，在电主轴中得到最广泛应用。滚动轴承在高速