高速机床新技术的研究与应用论文

高速机床新技术的研究与应用High-speedtoolmachinelatelytechnicalresearchandtheapplication姓名:周xx学号:5xxxxxxxxxxxxxx班级:机械工程系05级数控B班指导老师:xxx完成时间:2008年3月1目录摘要................................................................................2一、一，引言...….……………………………..…………………………...3二，高速加工的技术基础………………………………..……………..3三,高速加工机床机构及要求…..………………….………………….4四，高速加工主要的控制器………………………..……………………6五，高速加工的切削理论………………………..…………………..…7六，高速加工工艺的制订和编程策略…………………..………………10七，高速加工应用技术………………………………..………………12八，高速加工的发展与机械加工自动化……………..………………13九，结论…………..………………………………………..……………15参考文献………..………………………………………..……………152摘要数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用，但科学技术的发展，产品的更新换代在加快机械产品不仅对机床提出了高精度、高复杂性，高效率的要求，而且还提出了通用性和灵活性。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。高速加工机床是基于现代刀具材料的发展，为满足航空、航天、汽车和模具等行业的发展需要而在数控铣床、加工中心的基础上发展起来的高效、高性能加工机床，因此，它的基本特征不仅是切削速度高(是常规切削速度的5-10倍)，进给/快移速度快(达40m/min至180m/min)，加减速度大(现多为1g~2g)，而且还包含有刀具和或工件交换的时间短(在数秒至1秒以内)以及常常具有多轴联动功能等特点，由于高速加工机床具有诸多优点，如：生产效率高，材料去除率是常规切削加工机床的3~6倍，从而可大大缩短零件的加工时间和制造周期；切削力比常规速度时少30%~50%和约30%以上的切削热将被切屑所带走，所以工件温升和变形少，有利于进行薄壁件切削和提高加工精度。高速加工机床是机械制造中的先进加工设备，它的广泛应用必将给机械制造业的生产方式，产品结构，产业结构带来深刻的变化,因此我们有必要设计高速加工数控机床。那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同?其机床的工艺有什么不同?实现它有哪些益处?加工方法和切削理论又怎样？下面我论文将试图回答这些问题。关键词：高速加工机床、高速切削、切削理论Summary:Numbercontrolatoolmachinebodynowcurrenttheprogressivemaincurrentofthetoolmachinetechniqueintheworld,ismeasureamachinemanufacturingacraftlevelofimportantindexsign,thereisimportantfoundationcoreinthegentleproductionandthecalculatortheintegrationthemanufacturingetc.theforerunnerthemanufacturingthetechniquefunction,butsciencetechnicaldevelopment,therenewalofproductchangesgenerationatspeedmachineproductnotonlyputforwardhighaccuracy,highcomplexitytothetoolmachine,high-efficiencyrequest,andstillputforwardingeneraluseandvivid.Therefore,howbetteruseanumbertocontroltoolmachineisaveryimportantproblem.Highspeedprocesstoolmachineisthedevelopmentwhichhasmaterialaccordingtothemodernknife,issatisfythedevelopmentofprofessionssuchasaviation,aerospace,carandmoldingtooletc.needbutatcountcontrolmillerandprocesscentralfoundationupdevelopefficiently,thehighperformanceprocesstoolmachine,therefore,itsbasiccharacteristicnotonlyisslicetoparespeedhigh(isanormalregulationstoslicetoparespeedof5-1000%),enterto/movespeedquicklyquickly(reachtoa403ms/mintothe180ms/min),addandsubtractspeedgreatly(manynowis1g~2gs),andstillthecontainmenthaveknifetohavewithorworkpieceexchangeoftimeisshort(atseveral-1in)andusuallyhavestalkofmanyalliedmovefunctionetc.characteristics,processtoolmachinetohavemanyadvantagesbecauseofthehighspeed,suchas:Produceanefficiencyhigh,material'scleaningarateisanormalregulationstoslicetoparetoprocesstoolmachineof3~600%,canshortensparepartstoprocesstimeandmanufacturingperiodconsumedlythus;Little30%whileslicingtoparethedintrationormalregulationsspeed~50%peacetreaties30%'sslicingtopareheatabovewillbeslicedscrapstake,soworkpiecerisesandtransformslittle,beadvantageoustocarryingonathinwallpiecetoslicetoparetoprocessaccuracywithexaltation.Highspeed'sprocessingtoolmachineistheforerunnerinthemachinemanufacturingtoaddWorkequipments,itsisingextensivelyappliedwillgivenecessarilythemodeofproductionofmachinemanufacturingindustry,productstructure,theindustrialstructurebringsdeepvariety,sowehaveanecessarydesignhighspeedprocessnumbercontroltoolmachine.So,thehighspeedslicestoparetoslicewithtraditiontopareatechniquetohaveactuallywhatdissimilarity?Whatdissimilaritydoesthecraftofitstoolmachinehave?Carryoutittohavewhichadvantages?Processamethodandslicetoparetheorieshowagain?Theunderneathmythesiswilltrytoanswertheseproblems.Keywords:Thehighspeedprocessestoolmachine;thehighspeedslicetopare;Slicetoparetheories1、引言高速加工机床自上世纪八十年代中期出现以来，便受到人们普遍的重视。高速加工机床，首先是高的速度，即要有高的主轴转速，比如12000r/min、18000r/min、30000r/min、40000r/min，甚至还有更高的转速仍在试验中；另一方面，又应有更大的进给量，如30000mm/min、40000mm/min，甚至60000mm/min；再有就是快速移动、快速换刀、主轴换刀后从静态到达其所需转速的加速时间等等，高速机床主要任务是缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量。早在70年前，就有人开始研究高速切削技术。直至20世纪60年代，科学家们才得出了一个结论：随着切削速度的提高，切削力先是增加，随后急剧下降。刀具的磨损则始终随着切削速度的提高而增加。高速切削所带来的效率和工件表面质量的显著提高使得工件加工的总费用下降了至少40％。这个结论成为高速切削技术的理论基础和动力，随后的研究是围绕着如何提高刀具耐磨度，如何使机床的结构、主轴和驱动控制系统能满足高速切削技术的要求而进行的。2、高速加工的技术基础高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给4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。它给传统的金属切削理论带来了一种革命性的变化。那么，它是不是放之四海而皆准呢?显然不行。目前，即便是在金属切削机床水平先进的瑞士、德国、日本、美国，对于这一崭新技术的研究也还处在不断的摸索研究当中。实际上，人们对高速切削的经验还很少，还有许多问题有待于解决：比如高速机床的动态、热态特性；刀具材料、几何角度和耐用度问题，机床与刀具间的接口技术（刀具的动平衡、扭矩传输）、冷却润滑液的选择、CAD/CAM的程序后置处理问题、高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。高速机床要针对不同的加工对象、不同的硬度、不同的材质、不同的形状来选择相应合理的参数，而不能一味地追求为高速而高速，高速机床一方面，需要编程人员选择合理的刀具运动轨迹，优化切削参数；另一方面，根据需要选择适合的切削速度，只有这样才能真正发挥高速切削的长处。2.1高速加工技术高速加工的关键技术是①高速主轴及高速进给驱动系统机床；②高速加工刀具系统；③基于CAD/CAM自动化数控编程。高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。2.2高速加工速度范围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，超高速切削各种材料的切速范围为：铝合金已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金达300m/min，钛合金达150~1000m/min，纤维增强塑料为2000~9000m/min。各种切削工艺的切速范围为：车削700~7000m/min，铣削300~6000m/min，钻削200~1100m/min，磨削250m/s以上等等。2.3实现高速加工的条件高速加工技术中，超硬材料工具是实现高速加工的前提和先决条件，高速切削磨削技术是现代高速加工的工艺方法，而高速数控机床和加工中心则是实现高速加工的关键设备。目前，刀具材料已从碳素钢