高速与超高速加工技术解析
第1章 高速加工概述
1 说明：绿色内容为后加入的，尚未加入到课件PPT中。
第1章 绪论（高速加工概述）
1.1 高速加工的定义
1.2 高速加工的特点
1.3 高速加工的应用
1.4 高速加工的关键技术
-----------------------------------------------------------------------------------------
1.1 高速加工的定义
1.1.1 高速加工的提出和发展
高速加工技术是近十几年才迅速发展的一项先进制造技术，但它的理论研究可追溯到20世纪20年代末。德国切削物理学家皮尔。萨洛蒙(Dr.Carlsalomon)博士于1929年进行了超高速切削实验，获得一些实验曲线，现在常被称为“salomon 曲线”(如图1-4)。1931年4月发表了著名的超高速切削理论。Saiomon 指出:在常规的切削速度范围内(见图1-5中A区)，切削温度随着切削速度的增大而提高，但当切削速度增大到某一数值Vs以后，切削速度再增大，切削温度反而降低(如图1-5)，且该切削速度值Vs与工件材料的种类有关。对于每一种工件材料都存在一个速度范围，在该速度范围内(见图1-5中B区)，由于切削温度太高，刀具材料无法承受，切削加工就不可能进行，这个范围常被称为“死谷(Deadvalley)”。
Salomon是用圆锯片来做实验研究的，这主要是因为当时还没有高速旋转的电机，因而只能通过加大圆锯片的直径来得到较高的切削速度
图1-4 Salomon曲线 图1-5 Salomon曲线示意图
虽然由于实验条件的限制，当时无法付诸实践，但这个思想激起了人们研究高速切削的热情，推动了高速切削的研究；他给后来的研究者一个非常重要的启示，即如果能越过这个“死谷”.而在高速区(见图1-5中C区)工作，那么就有可能用现有的刀具进行高速切削，切削温度与常规切削基本相同，从而大幅度地减少切削工时，大大提高机床的生产效率，而且还将给切削带来一系列的优良特性。这个高速区被萨洛蒙博士预言为“希望之地”)，在那里材料的某些切削机理将发生某种变化。
先进制造技术名词解释论述题
一、名词解释
1、并行设计——指集成地、并行地处理产品设计制造及其相关过程的系统方法。
2、摩擦学设计——运用摩擦学的理论、方法、技术和数据，将摩擦和磨损减小到最低程度，使产品具有高性能、低功耗、足够的可靠性和寿命。
3、优化设计——在多个工程设计中寻找出最佳化方案的过程。
4、变型设计——对于成熟产品，按市场需求进行结构重组，最大限度地利用企业的原有产品资源，加快生产周期，控制成本，保证质量。
5、全寿命周期设计——对产品的结构、功能、制造、销售、使用、维修直至回收再利用的全过程的设计。
6、流体动压润滑——两摩擦表面相对运动时，具有一定粘度的流体被带进两表面之间，靠粘性流体的动力学作用产生流体压力，形成润滑膜以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
7、弹性流体动压润滑——具有点线接触的两弹性体相对运动时，在点线接触运动副上产生很高的载荷使弹性体产生很大的局部变形，从而改变润滑油膜的几何形状和压力分布，以承受载荷并将两表面完全分隔开的润滑方式。
8、流体静压润滑——靠外部的流体压力源向磨擦表面之间供给一定压力的流体，借助流体静压力来承受载荷，运动副之间完全被油膜隔开的润滑方式。
9、电子束焊接——在真空条件下，利用聚焦后被加速的能量密度极高（106～108W/cm2）的电子束，以极高速度冲击到工件表面极小面积上，在几分之一微秒内，其能量大部分转变为热能，从而引起材料的局部熔化达到焊接的目的。
10、电火花加工技术——在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料，获得零件的尺寸、形状和表面质量的一种加工方法。
11、高能束加工技术——利用聚焦到加工部位上的高能量密度射束，对工件材料进行去除加工的特种加工的总称，通常指激光加工、电子束加工和离子束加工。
12、激光表面合金化——利用激光束作为热源，加热熔化已涂覆合金元素的基体材料，使合金元素渗入到基体材料的表面的处理工艺。
现代制造技术与装备
现代制造技术与装备复习资料
一、填空
1、从国际范围来看，制造业遵循着“劳动密集、设备密集、 信息 密集、 知识 密集”
的轨迹。
2、制造技术的发展经历了工匠手艺、设计工艺到 制造系统 三个重要阶段。
3、在高速及超高速加工技术中超硬材料工具是实现高速及超高速加工的前提和先决条件。
4、高速加工与传统的数控加工方法没有什么本质的区别，两者有着同样的工艺参数，但工艺参数的大小不同，高速加工中使用高的进给速度和小的切削参数，而传统的数控加工方法使用低的进给速度和大的切削参数。
5、 目前，高速及超高速加工机床的电主轴中的电动机的转子与机床的主轴讲是靠过盈套筒的过盈配合实现扭矩传递的。
6、 高速及超高速加工机床的主轴采用的轴承有滚动轴承、气浮轴承、液体静压轴承和磁悬浮轴承几种形式。
7、 为了获得高的刚度超高速加工中心采用了基于Stewart平台原理的并联闭环多自由度结构。
8、 高速磨削与普通磨削的区别在于用很高的磨削速度和进给速度。
9、 根据高压射流工作介质的不同，高压水射流切割技术可分为两类：纯水高压水切割，磨料高压水切割。
10、按工艺用途分类，数控机床可分为金属切削类数控机床，金属成形类数控机床。
按控制运动的方式分类，数控机床可分为点位控制数控机床，直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。
11、按伺服系统的类型分类，数控机床可分为开环控制数控机床，闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。
12、数控机床常用的伺服执行元件有步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机和直接驱动电动机。
13、数控机床闭环控制系统所用的检测元件有光栅、磁栅和感应同步器等测量装置。
14、机床刀库的种类有盘式刀库、链式刀库和格式刀库。
15、三坐标测量仪使用的测头有：1）机械接触式测头，2）光学非接触式测头，3）电气式测头。 16、三维几何建模的方式有线框建模、表面建模和实体建模。
17、FMS中机床设备的配置有互替式、互补式以及混合式等多种形式，以满足FMS柔性和高效率的生产要求。
丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法与相关技术
本技术涉及汽车刹车系统用丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，包括以下步骤：根据内螺旋
滚道的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨削，得到具有内螺旋
滚道几何形貌的丝杆螺母；再对制得的丝杆螺母进行清洗，以去除残留的磨屑和抛光液；最
后采用具有振动机构和磨料流进出通道的装置连接清洗干净的丝杆螺母，使磨料流流经螺旋
滚道，磨料流流经螺旋滚道的同时振动机构对装置施加振动。本方法不仅避免了只采用磨
削的加工工艺易造成对表面烧伤的问题，还将丝杆螺母内的螺旋滚道的加工分为两个相对独
立的步骤，彼此衔接配合，加工效率高。
权利要求书
1.
一种丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，包括以下步骤：
步骤1
、根据内螺旋滚道的几何尺寸和形貌修整砂轮轮廓和调整进刀的轨迹，对工件进行磨
削，得到具有内螺旋滚道几何形貌的丝杆螺母；
步骤2
、对制得的丝杆螺母进行清洗，以去除残留的磨屑和抛光液；
步骤3
、采用具有振动机构和磨料流进出通道的装置连接清洗干净的丝杆螺母，使磨料流流经螺旋滚道，磨料流流经螺旋滚道的同时振动机构对装置施加振动，从而提升磨料流的去除
效率。
2.
根据权利要求1
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述步骤1
中的砂
轮为超硬砂轮。
3.
根据权利要求1
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述步骤1
中的砂
轮主轴为超高速电主轴。
4.
根据权利要求1
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述步骤2
中的清
洗方式为超声清洗。
5.
根据权利要求1
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述步骤3
中的磨
料流施加方式为高压、双向流动。
6.
根据权利要求1
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述步骤3
中的磨
料流可选择为磁流体，通过施加外界磁场来改变去除效率。
7.
根据权利要求6
所述的丝杆螺母的内螺旋滚道的加工方法，其特征在于：所述磁流体还添
加化学试剂，还通过化学反应来提升去除效率和去除质量。
8.
根据权利要求7
超高速切削加工的特点及其应用
Ｙｉｎｇｙｏｎｇ Ｊｉａ０¨ｕ
图３超高速切削的模具零件 笔者在一汽锡柴调研时，亲身体验了厂里的高速铣床 ＤＩＧＩＴ一２１８。主轴电机功率８ ｋｗ，最高主轴转速为３０ ０００ ｒ／ｍｉｎ， 最高进给速度为１０ ｍ／ｍｉｎ，最大进给加速度为５ ｍ／ｓ 。存模具零 件加工方面起到了非常大的作用。 例如高精度铝质模具型腔的加工是众多模具制造厂家的一 大难题。由于铝材料的熔点较低，在传统的铣削加工时，大量的 切削热使部分铝屑熔化，使铝屑粘附在刀具上，使得加工后型腔 表面质量达不到设计要求。要获得较高表面质量的型腔，后道工 序需要大量的手工操作，如铲刮、抛光等，但型腔的加工精度无法 控制。如加工铝质扶手模具的凹模，模具型腔长达１ ５００ ｎｌｎｌ，尺寸 精度误差±０．０５ ｎｌｌｎ，表面粗糙度Ｒａ０．８ Ｉｘｍ，原制造工艺为粗刨一 半精刨一精刨一手工铲刮一手工抛光，制造周期６０ ｈ，仍无法满 足客户的要求。采用高速铣床加工时，半精加工切削参数：主轴转 速１８ ０００ ｒ／ｍｉｎ，切深２ｍｎｌ，进给速度５ｍ／ｍｉｎ；精加工切削参数：主 轴转速２００００ｒ／ｍｉｎ，切深０．２ｍｍ，进给速度８ｍ／ｒａｉｎ，加工周期６ｈ， 模具质量能满足客户的要求。 ３＿２汽车零部件制造 由于汽车零部件制造辅助时间占整个加工时间的大部分，高 （上接第１７８页） ３．１ 污水处理自动化控制系统的设计 ’ 自控系统采用工业界目前流行的控制模式，即开放的计算机 网络系统加上流行通用的组态软件以及可靠ＰＬＣ模块。系统配置 和功能设计按照各工艺处理阶段的“少人值守”的原则进行，并遵 循如下要求：（１）高可靠性：选用既稳定又可靠的工业系统控制产 品，硬件上简化系统，减少出错环节。（２）先进性：控制系统必须适 应未来现场总线的技术发展，性价比高。（３）灵活性：网络通讯方式 和系统组态灵活，扩展方便，维护性能好、可用性高，并有开放的软 件通讯协议。（４）实用性：控制系统对工况变化适应能力特强，控制 滞后时间较短。 ３．２驾驶仪发出的指令 由汽车的整个操作控制部件去执行，完成这些指令需要一台 可以自由使用驾驶仪的计算机控制系统去操作执行，包括了方向 盘、制动、离合器、档位、油门、点火开关、电源的开关、喇叭开关、转 向灯的开关等一系列的机构控制开关的相关机动化改造。 ４汽车驾驶自动化应用技术 汽车驾驶自动化技术是依靠计算机来完成驾驶动作，在改善 汽车驾驶性能、降低驾驶员劳动程度的基础上进行操作的。与此同 时也进一步提高了道路系统的安全性能及使用频率。在汽车性能 日益提高和路况逐渐复杂的情况之下，驾驶不言而喻的成为了愈 加危险的困难行为，并且开始逐渐融入人类的能力范畴。驾驶者在 计算机的协助下将驾驶工作逐步转移，由此使得各厂商都竞相对 汽车驾驶自动化的应用技术不断开发和挖掘。 １８０ 达７０％。快速移动速度、加速度要求很高，而切削加工的速度相对 要求不是很高。一般采用高移速加工中心一ＨｖＭ型，主轴转速多 为８ ０００ ｌ５ ０００ ｒ／ｍｉｎ，快速移动速度约６０ ｍ／ｍｉｎ以上，甚至达 ８０～１２０ｍ／ｍｉｎ，加速度要求高，０．６～１．０ ｇ，甚至１．５ｇ。 ３．３航空航天领域 航空航天领域有许多薄壁、细肋结构，刚性差的零部件，加工 这种零件可利用超高速切削加工时的小横向力的特点。主轴转速 ４０ ０００ ｒ／ｍｉｎ以上，快速移动速度约４０ ｍ／ｍｉｎ左右，加速度要求 高，一般１．０ ｇ左右。 ４结语 目前围内在研制超高速切削加工设备方面，还有许多技术问 题有待解决，诸如高速主轴系统中的电主轴、磁悬浮轴承的制造技 术；高速机床进给系统中的高速直线电动机进给单元、高速滚珠丝 杠副制造技术。 还有，如何选择合理的加工参数，达到最佳切削效果？高速切 削刀具的材料、切削角度应作哪些调整？等等。随着越来越多的科 研攻关人员的不懈努力，相关科研攻关项目的完成，我们有理由相 信超“高速切削ＪＪ口工”的春天一定会来临。 收稿日期：２０１０ ０９—２６ 作者简介：蒋洪斌（１９６７一），男，江苏宜兴人，机动工程系ＣＡＤ／ＣＡＭ 专业负责人，讲师，主要从事机电类专业课程的教学及研究工作。 道路利用率在明显提高的基础上也会相应减少对车辆运行安 全距离的要求，仿真结果表明，编队形式的自动驾驶汽车能够大幅 度提高公路的占用率；自动驾驶货车中使用的“电子拖杆”技术，不 仅减少了驾驶员的数量，而且降低了货车的制造成本和燃油消耗， 经济效益十分明显。 ５结语 综上所述，机电自动化是众多科学技术发展的结晶，是社会生 产力发展到一定阶段的必然要求，促进了各个行业的发展，革新了 传统的方法和理念，必将为我国的经济发展起到重要的作用。 ［参考文献】 ［１］金孜，孙启成，任明，等．办公自动化的应用管理．东北水利水电，２００７ （８） ［２］徐文，罗建中，钱伟．污水处理厂的自动化应用．广西轻工业，２００９ （１２） ［３］李帆，肖红亮．自动化技术在电力系统中的应用浅探．百家论剑， ２０１０（２１） 收稿日期：２０１Ｏ－０９—２９ 作者简介：刘文军（１９７２－），男，陕西渭南人，工程师，研究方向：机 电一体化。
现代高速加工技术及装备
现代高速加工技术及装备
摘要:高速切削加工技术是高速主轴系统、高速切削加工理论等诸多相关的硬件与软件技术综合而成的,广泛应用于航空航天、汽车及模具制造业。
关键词:高速加工 高速切削技术 高速加工机床
高速加工是20世纪数控技术之后的又一次革命性的技术发展。从20世纪末进人实用化阶段以后,作为高效率的加工手段之一,在目前的制造业中得到了广泛的应用。
1 高速切削技术的内涵
德国切削物理学家Carl Salomon在1929年进行了开创性的研究,指出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。对于每一种件材料,存在一个速度范围,在这个速度范围内,由于切削温度太高,任何刀具都无法承受,切削加工不可能进行。但是,当切削速度再增大,超过这个速度范围以后,切削温度反而降低。在超高速切削的条件下,切屑的形成过程和普通切削不同。随着切削速度的提高,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,尔后急剧下降。
1.1 高速加工技术的优越性
在高速切削加工范围,单位时间内材料切除率增加,大幅度提高加工效率。切削力减少,有利于对刚性较差和薄壁零件的切削加工。切屑以很高的速度排出,带走大量的切削热,有利于减少加工零件的内应力和热变形,提高加工精度。同时高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度。
1.2 高速切削速度的划分
按不同加工工艺划分:车削700～7000m/min,铣削300～6000m/min,钻削200～1100m/min,磨削150～360m/s,这种划分比常规切削速度提高一个数量级,还有继续提高趋势。
2 高速加工技术的结构体系
高速切削加工技术是一个复杂的系统工程,是诸多单元技术集成的一项综合技术。
2.1 高速加工中心主轴及高速切削刀柄
高速主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分,是高速加工机床的核心部件,高速主轴一般做成电主轴的结构形式,其关键技术包括高速主轴轴承、无外壳主平衡等等。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”。
高速超高速磨削技术发展与关键技术
《精密制造与自动化》
高速超高速磨削技术发展与关键技术半
青岛理工大学机械工程学院（２６６０３３）李长河 东北人学机械工程与自动化学院（１ １０００４） 修世超 蔡光起
摘要论述了高速超高速磨削加工技术的发展、特点以及关键技术。 关键词 高速超高速磨粒加Ｔ 关键技术
Ｉ高速／超高速磨削技术发展 超高速磨削技术是现代新材料技术、制造技 术、控制技术、测试技术和实验技术的高度集成， 是优质与高效的完美结合，是磨削加工工艺的革命 性变革。德国著名磨削专家Ｔ．Ｔａｗａｋｏｌｉ博士将超高 速磨削誉为“现代磨削技术的最高峰”。日本先端 技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技 术之一。在１９９６年国际生产工程学会（ＣＩＲＰ）年 会上超高速磨削技术被ｊ 式确定为面向２ｌ世纪的 中心研究方向之一，是当今在磨削领域最为引人注 目的技术。 高速）ＪＩＺ（Ｈｉｇｈ。ｓｐｅｅｄ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）￣ｌ超高速加工 （Ｕｌｔｒａ．Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）的概念是由德国切 削物理学家Ｃａｒ１．Ｊ．Ｓａｌｏｍｏｎ博士于１９３１年首先提 出，他发表了著名的Ｓａｌｏｍｏｎ曲线，创造性地预言 了超越Ｔａｌｏｒ切削方程式的非切削工作区域的存在， 提出如能够大幅度提高切削速度，就可以越过切削 过程产生的高温死谷而使刀具在超高速区进行高 速切削，从而大幅度减少切削ｒｒ时，成倍地提高机 床生产率。他的预言对后来的高速甚至超高速磨削 的发展指明了方向，为高速超高速磨削技术研究开 辟了广阔的空间，对于高速超高速磨削技术的实用 化也起到了直接的推动作用。 通常将砂轮线速度大于４５ ｍ／ｓ的磨削称为高速 磨削，而将砂轮线速度大于１５０ ｍ／ｓ的磨削称为超 高速磨削。超高速磨削在欧洲、日本和美国等发达 国家发展较快。 欧洲高速超高速磨削技术的发展起步比较早， 最初在２Ｏ世纪６Ｏ年代末期就开始进行高速超高速
木国家自然科学基金资助项目（编号：５０４７５０５２） 教育部科学技术研究重点项目（编号：１０４１９０） 高校博士学科点号项科研基金资助项目（编号：２００４０１４５００１） ・ｌ６・ 磨削的基础研究，当时实验审的磨削速度就已经达 到２１０￣２３０ ｍ／ｓ。２０世纪７０年代，超高速磨削开始 采用ＣＢＮ砂轮。１９７３年９月意大利的Ｆａｍｉｒ公司 在西德汉诺威国际机床展览会上，展出了砂轮圆周 速度１２０ ｍ／ｓ的ＲＦＴ－Ｃ１２０／５０Ｒ型磨轴承内套圈外沟 的高速实用化磨床。１９７９年德国Ｂｒｅｍｅｎ大学的 ＲＧＷｅｒｎｅｒ教授撰文预言了高效深磨区存在的合理 性，由此开创了高效深磨的概念。１９８３年德国 Ｂｒｅｍｅｎ大学出资由德国ＧｕｈｒｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ公司制 造了当时世界上第一台高效 磨的磨床，功率为６０ ｋＷ，转速为１００００ ｒ／ｍｉｎ，砂轮直径为中４００ ｍｍ， 砂轮圆周速度达到了２０９ ｍ／ｓ。德国Ｇｕｈｒｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ公司于１９９２年成功制造出砂轮线速度 为ｌ４０～１６０ ｍ／ｓ的ＣＢＮ磨床，并正在试制线速度 达１８０ ｍ／ｓ的样机。德国Ａａｃｈｅｎ大学、Ｂｒｅｍｅｎ大 学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水 平成果，其方法是用高线速度、深切入、快进给进 行磨削，可得到高效率、高质量的磨削效果。据 Ａａｃｈｅｎ工业大学实验窀的Ｋｏｅｉｎｇ和Ｆｅｒｌｅｍａｎｎ宣 称，该实验室已经采用了圆周速度达到５００ ｍ／ｓ的 超高速砂轮，这一速度已突破了当前机床与砂轮的 工作极限。另外Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ大学、Ｂｅｒｌｉｎ工业大 学等也在进行此方面的研究。 瑞士Ｓｔｕｄｅｒ公司开发的ＣＢＮ砂轮磨削线速度 在６０ ｍ／ｓ以上，并向１２０～１３０ ｍ／ｓ方向发展。￥４０ ＣＢＮ砂轮磨床，在１２５ ｍ／ｓ时高速磨削性能发挥最 为充分，即使在５００ ｍ／ｓ也能照常工作。目前在试 验室内正用改装的￥４５型外圆磨床进行线速度为 ２８０ｍ／ｓ的磨削试验。德国Ｋａｐｐ公司很早就对超高 速磨床的研制进行过尝试，日前该公司制造的高效 深磨用超高速磨床利用线速度３００ ｒｎｄｓ的砂轮在６ｏ
高速高效微细加工技术的发展研究
高速高效微细加工技术的发展研究
摘 要：高速高效微细加工技术就是综合了高速加工技术、高效加工技术和微细加工技术这三个方面的加工技术来提高制造工艺，它是集高效、优质、超精密微细和低耗于一身的先进制造工艺技术。包括高速切削加工、高进给切削加工、大余量切削和高效复合切削加工、高速与超高速磨削、高效深切磨削、快速点磨削和缓进给深切磨削。
关键词：高速高效微细加工 高速切削加工 高速与超高速磨削
前言：
制造业为人类创造了辉煌的物质文明，它是一个国家经济发展先进与否的重要标志。从古至今，制造业不断改变着人们的生产方式、经营管理模式乃至社会的组织结构形式和文化内容，尤其是机械制造，更是国民经济支柱。高速高效微细加工技术随着社会对制造加工业提出更高的要求而成为各个加工制造业日益关注的技术，不断加大了对其的科研投入。因此，我们要进一步发展机械制造业，就要向高速高效微细加工技术发展。
1.高速高效微细加工技术概述及应用
1.1.高速切削加工技术
高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念，随着切削加工技术的不断发展其速度范畴发生着变化，对于不同的加工方法和工件材料与刀具材料，高速切削加工时应用的切削速度也不相同。从切削速度方面，一般以高于5 10 倍的普通切削速度的切削加工定义为高速切削加工。从切削机理上定义为：切削加工过程通过能量转换，高硬刀具对工件材料的作用，导致其表面层产生高应变速率的高速切削变形和刀具与工件之间的高速切削摩擦学行为，形成的热、力耦合不均匀强应力场制造工艺。
1.2.高效加工技术
近来，一些从事高效加工技术研究者，从开始就强调切削加工中加工零件的质量与生产效率的共同更大幅度的提高。该研究继承了高速切削可以降低切削力﹑提高加工零件精度和表面质量等特点，着重从极大地提高生产效率的目的出发，进行了大量的切削试验研究，从理论和实践的结合上解决了许多技术难题，使高效率切削技术开发研究取得了长足的进展。高效率加工技术的关键在于：采取了选用或新设计出具有足够的机床主轴转速与较大地传递力矩的能力的高功率、高刚性机床，进行大功率切削；选用目前最好的先进刀具材料；选用适合高速切削先进的刀具夹头；采用独具风格的特殊加工方法以及选择合理的切削参数等技术措施。
高速切削及其关键技术
高速切削及其关键技术
1 / 9 高速切削及其关键技术
摘要
自20世纪30年代德国 Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以来，经过50年代的机理及可行性研究，70年代的工艺技术研究，80年代全面系统的高速切削技术研究，到90年代初，高速切削技术开始进入实用化，到90年代后期，商品化高速切削机床大量涌现，21世纪初，高速切削技术在工业发达国家得到普遍应用，正成为切削加工的主流技术。
根据1992年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告的定义，高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5－10倍的切削加工。因此，根据加工材料的不同和加工方式的不同，高速切削的切削速度范围也不同。高速切削包括高速铣削、高速车削、高速钻孔及高速车铣等，但绝大部分应用是高速铣削。目前，加工铝合金已达到2000－7500m/min；钛合金达150－1000m/min；纤维增强塑料为2000－9000m/min。
高速切削是一项系统技术，企业必须根据产品的材料和结构特点，购置合适的高速切削机床，选择合适的切削刀具，采用最佳的切削工艺，以达到理想的高速加工效果。 高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，必须将高性能的高速切削机床、及工件材料相适应的刀具和对于具体加工对象最佳的加工工艺技术相结合，充分发挥高速切削技术的优势。
高速切削技术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。高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。本文分析了高速切削技术的特点,研究了高速切削的关键技术:机床技术、刀具高速切削及其关键技术
2 / 9 技术和工艺技术,介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用。
关键词：高速切削 ；机床 ；刀具 ；切削工艺
一.引言
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。在数控机床出现以前,用于工件上下料、测量、换刀和调整机床等的辅助时间超过工件加工总工时的70%;以数控机床为基础的柔性制造技术的发展和应用,大大降低了工件加工的辅助时间,切削所占时间比例越来越大。因此,实现高速切削成为提高机床生产效率的重要技术手段之一。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。我国是机床消费大国,已经超过德国,成为世界第一大机床市场。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。本文着重探索了高速切削的关键技术机床技术、刀具技术和工艺技术及其应用。
超高速螺纹铣削加工
圜
超高速螺纹铣削加工
邯郸新兴重型机械有限公司 （河北０５６０１７） 申香平
超高速螺纹铣削加工技术是随着机床数控技术的不
断进步，结合旋风铣削加工技术发展而来的一种新的螺 纹加工方法。螺纹铣削具有加工效率高、螺纹质量高、
刀具通用性好、加工安全性好等诸多优点，可以显著降
低刀具成本，仅用一把刀具就可以生产出具有相同螺距 但不同直径的螺纹，并可在任何螺纹公差带内制造加工。
１．螺纹铣削原理
通过数控机床的三轴联动，利用成形螺纹铣刀进行
螺旋插补铣削而形成螺纹，刀具在水平面上每作一周圆
周运动，在垂直面内则直线移动一个螺距（见图１、图 ２）。具体加工轨迹为机床主轴带动刀具高速旋转，自０
点进给至规定长度，刀具向一侧偏移一个位移量，与底 孔（外圆）相切，开始切削，同时主轴绕规定数值的圆 周进行公转３６０。，并螺旋向前移动一个螺距，主轴退回 圆心，如螺纹长度不够，则继续向前重复一个循环（整
体硬质合金螺纹铣刀一般就是一个循环）。
图１内螺纹 图２外螺纹
全满足了加工刚性的要 求。 第二种改进是解决
轧辊直径落差较大，主 轴箱方滑枕上的刀柄与
轧辊工件碰撞干涉问
题。如图５所示，针对 轧辊工件直径落差大的
问题，我们充分考虑刀 具的刚性因素，适当加
长刀具 ：，使刀具足
以接触到轧辊轴颈根部 图５ １、４．方滑枕２、３．铣刀 ５．轧辊６．夹具
圆弧，实现加工。而此时方滑枕上的刀柄端面与轧辊工 件保持安全距离Ｓ：，避免了方滑枕上刀柄与轧辊工件的
碰撞干涉。
４．效果对比
此项改进经过生产实践的检验，解决了机床干涉无 法加工特殊尺寸轧辊的难题。充分发挥了数控双面铣机
床的优势，效果良好。我们将改进前后作一个对比： （１）刀具及刀柄改进前轧辊装夹部位和被加工部 位长度较短时，方滑枕与夹具发生碰撞干涉。刀具无法 到达加工部位实现加工，因此，诸如此类的产品只能转
给其他的普通镗铣床加工，且加工精度和效率都较低， 质量不稳定。另外，轧辊直径落差较大，产品由于刀柄 与轧辊干涉也无法实现加工，使该机床加工范围较窄，