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1、.超高速切削加工技术及其应用的研究目录0前言101超高速切削概念、内容及特点1111 超高速切削概念1112 超高速切削的研究内容1113 超高速切削特点122. 超高速切削的技术体系 133 超高速切削的技术关键及目前解决方案1331超高速切削的技术关键1332超高速切削关键技术解决方案15（1）超高速切削机床15（2）超高速切削刀具17（3）CADCAM17（4）超高速切削的数控编程174 超高速切削加工技术的应用174.1 超高速切削在航空航天工业中的应用17精品.4.2 超高速切削在纤维增强塑料中的应用184.3 超高速切削在模具制造业中的应用184.4 超高速切削在汽车制造业中的应用
2、185. 超高速切削加工技术的发展前景与展望186. 答谢辞207. 参考文献20精品.超高速切削加工技术及其应用摘要：高速切削加工技术是一种用比常规切削高得多的切削速度进行切削加工的高效新技术，高速切削加工可用于加工有色金属、铸铁、钢、纤维强化复合材料等，还可以用于切削加工各种难加工材料现在，高速切削技术已渐趋成熟，并开始在制造领域中大显身手。高速机床的单元技术和整机水平正在逐步提高。技术基础雄厚的机床厂推出了多种高速、高精度的机床产品，并且在航空航天制造、汽车工业和模具制造、轻工产品制造等重要工业领域创造了惊人的效益。高速切削技术和高速加工机床越来越多地受到工业部门的青睐。关键词：超高速切
3、削 切削刀具 切削机床Ultrahigh speed cutting technology and its applicationAbstract: The high speed slices to pare processing technology is a kind of use to compare the normal regulations to slice to pare high have to have another of slice and pare the speed carry on slice to pare to process of efficiently an
4、d lately technique, the high speed slice to pare to process and can used for processing the color metals, iron casting, the steel, fiber enhance compound material etc., can also used for slice to pare to process various difficult process the material. now, the high speed slice to pare the technique
5、already gradually mature, and start in make realm show the artistic skill greatly.Unit technique and the whole machine levels of the high-speed tool machine are raising gradually.The strong tool machine factory of the technique foundation released the tool machine product of various high speed, high
6、 accuracy, and in the aviation aerospace manufacturing, the automobile industry and the molding tool manufacturings, the light work product made the important industry realm of etc. to create the astonishing performance.The high speed slices to pare the technique and high speeds to process the favor
7、 that the tool machine is subjected to the industry section more and more.Key words: Ultra high speed cutting Cutting tool Machine tools0前言超高速切削(High Speed Cutting)以下简称HSC技术是国际上7080年代以来迅速发展起来的一项先进的机械加工技术，它是在机床结构材料、刀具材料、机床设计制造技术、计算机控制技术、测量测试技术等飞速发展的基础上， 由机械加工自身的发展规律和需要产生和发展的。由于HSC的特殊规律，它具有切削速度高、进给速度大
8、，加工效率高、加工成本低、加工精度高等一系列优点，是一项极有前途的新技术。近十年来，由于计算机控制技术、CADCAM、FMS、CLMS技术在机械加工中大量应用，生产加工中的辅助时间得以大量节约，在总加工时间中所占的比例愈来愈小，而切削加工时间所占的比重相应地增大，因此要进一步提高加工效益，势必要把降低切削加工时间，亦即提高切削速度列入议程。这样，随着工业技术的发展，发展和应用超高速切削技术显得十分重要，与此相对应，对超高速机床的需求量也逐年提高。据估计，超高速机床的世界市场需求量每年为七亿美元，且每年按数亿美元的速度增长。精品.在我国， 目前航空工业急需配置超高速铣床(整体壁板铣床)。此外，根
9、据调查，目前我国模具制造行业(火花集团)迫切需要超高速机床， 由于尚无这方面的技术和装备，每年约有数亿美元的模具制造业务不能承接。其它行业的潜在需求量也相当之大。正因为如此，德国法兰克福Bettle研究所1988年在关于机床工业发展前景的研究报告中指出，超高速切削加工隐藏着巨大的发展潜力，机床工业界要使自己在尖端加工技术方面所花的投资转化为竞争力，就应在实际中加倍重视超高速加工。目前国际上对HSC技术的研究正方兴未艾，有关HSC机理的研究也在不断进行，HSC机床也不断推出， 并在实际运用中产生了巨大的经济效益。1超高速切削概念、内容及特点11 超高速切削概念超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具
10、，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。可以说，超高速加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速加工各种材料的切削速度范围为：铝合金已超过1600mmin，铸铁为1500mmin，超耐热镍合金达300mmin，钛合金达1501000mmin，纤维增强塑料为2OO09000mmin。各种切削工艺的切速范围为：车削7007000mmin，铣削3006000mmin
11、，钻削2001100mmin，磨削250ms以上等等。12超高速切削的研究内容(1)超高速切削机理研究。对超高速切削加工过程、各种切削现象、各种被加工材料的超高速切削性能以及超高速切削的工艺参数优化等进行系统研究。(2)超高速主轴单元制造技术研究。主轴材料、结构、轴承的研究与开发；主轴系统动态特性及热态性研究；柔性主轴及其轴承的弹性支承技术研究；主轴系统的润滑与冷却技术研究；主轴的多目标优化设计技术、虚拟设计技术研究；主轴换刀技术研究。精品.(3)超高速进给单元制造技术研究。高速位置芯片环的研制；精密交流伺服系统及电机的研究；系统惯量与伺服电机参数匹配关系的研究；机械传动链静、动刚度研究；加减
12、速控制技术研究；精密滚珠丝杠副及大导程丝杠副的研制等。(4)超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究开发各种超高速加工(包括难加工材料)用刀具磨具材料及制备技术。(5)高速CNC控制系统：超高速加工要求CNC控制系统具有快速数据处理能力和高功能化特性，以保证加工复杂曲面轮廓时，具有良好的加工性能。还要具有高速插补及超前处理能力，防止刀具轨迹偏移和突发事故。(6)超高速加工在线检测与控制技术研究。对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统的监控技术，对超高速加工用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工糖度、加工表面质量等在线监控
13、技术进行研究。13 超高速切削特点高速切削速度较之常规切削速度几乎高出一个数量级，其切削机理异于常规切削。由于切削机理的改变，使得高速切削技术具有如下特点：(1)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。(2)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Jam细长易热变的工件。(3)材料切除率高随
14、切削速度的提高，进给速度也相应提高510倍，单位时间内的材料切除率可达常规切削的36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。在2001年德国汉诺威举办的欧洲机床展览会(EMO)上展出的荷兰Unisign公司制造的Unipro-5型五轴立式加工中心(X行程1000 mm、Y行程800mm)，电主轴功率100kW，最高转速25，000rmin，最大扭矩90Nm，其铣削铝合金的材料切除率已达8,00010，000cm min。(4)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“机床一刀具一工件”精品.工艺系统的固有频率范围(50300Hz)，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U；tl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。例如，瑞士DIXI机械公司生产的DHP50高精度卧式加工中心，工作台500500mm，双托盘，行程为700700700mm，主轴转速为12，000rmin，功率为25kw，刀库容量65把，换刀时间4s(T-
