浅谈高速加工主轴单元制造技术分析报告.pptx

制造工艺及刀具;一、高速加工的概念与特征 二、高速切削技术的特点及应用 三、高速切削的关键技术 ?高速主轴单元制造技术 ?高速进给单元制造技术 ?高速加工刀具技术 ;一、高速加工的概念与特征;?以切削速度和进给速度界定： 高速加工的切削速度和进给速度为普通切削的5～10倍。 ?以主轴转速界定：高速加工的主轴转速≥8000~10000 r/min。 ?高速加工切削速度范围随加工方法不同有所不同 车削(Turing)：700-7000 m/min 铣削(Milling)：300-6000 m/min 钻削(Drilling)：200-1100 m/min 磨削(Grinding)：50-300 m/s 镗削（Boring）：35-75m/min ;? 高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异 铝合金(Aluminum Alloy)：1000-7000 m/min 铜(Cu)：900-5000 m/min 钢(Steel)：500-2000 m/min 灰铸铁(Gray cast iron)：800-3000 m/min 钛(Ti)：100-1000m/min ;?高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异（图）;高速加工的产生和发展; ? 1931年C.J.Salomom在“高速切削原理”一文中给 出了著名的“Salomom曲线” ;?结论：被加工材料都有一个临界切削速度，在临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5-6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损亦减小。 ;? Salomom的理论与实验结果，引发了人们极大的 兴趣，并由此产生了“高速切削（HSC）”的概念 ? 1960年前后美国空军和Lockheed飞机公司研究了用于轻合金材料的超高速铣削（切削速度达1500~4500m/min） ? 德国，全面而系统研究超高速切削机床、刀具、控制系统以及相关工艺技术，并广泛应用，获得好的经济效益 ?日本在超高速切削机床的研究和开发方面后来居上，现已成为世界上超高速机床的主要提供者 ;?HSM意义：;二、高速切削技术的特点及应用; ? 效率高！以瑞士MIKRON公司生产HSM-700高速铣床为例，其最高转速可达42000r/min，是普通铣削转速的几十倍，加工效率自然远远高于普通铣削加工。;?精度高！ 对于同样的切削层参数，由于高速带来突变滑移减少硬化阻力，使得高速切削的单位切削力明显减小。这对减小振动和偏差非常重要，也使工件在切削过程的受力变形显著减小。特别有利于提高薄壁细筋件等刚性差零件的高速精密加工。;?质量高！ 一方面，高速切削的力值及其变化幅度小，与主轴转速有关的激振频率远远高于切削工艺系统的高阶固有频率。 另一方面，由于传入工件的切削热的比例大幅度减少，加工表面受热时间短、切削温度低，因此热影响区和热影响程度都较小。加工表面质量显著提高。;?低消耗！ 高速切削时，单位功率所切削的切削层材料体积显著增大。由于采用较小的背吃刀量，刀具每刃的切削量很小，因而机床的主轴、导轨的受力就小，机床的精度寿命长，同时 高速加工机床振动小、噪声低、少用或不用切削液，也符合环保要求。刀具寿命也延长了。;（2）高速切削的应用？;?不同材料的高速加工 铝、铜合金的高速切削加工 铝、铜合金的强度和硬度相对较低，导热性好，适于进行高速切削加工，不仅可以获得高的生产率，还可以获得好的加工表面质量。 铸铁与钢高速切削加工 不仅可以获得高的加工效率和好的表面质量，还可以对淬硬钢和冷硬铸铁进行切削加工，实现以切代磨。 难加工材料的高速切削加工 钛合金、镍合金、硬质合金和高温合金等，采用合适的PCD或PCBN刀具进行高速切削可以获得较好的效果 软材料的高速切削加工 如橡胶、塑料、木头等，高速切削加工表面极为光洁，这对于普通切削加工是很难做到的 。 ;?高速加工应用领域 大量薄壁、细筋的大型轻合金整体构件适于采用高速加工，材料去除率达100-180cm3/min。 镍合金、钛合金高速加工，切削速度达200-1000 m/min 对一些“整体制造法”零件，高速切削大大提高生 产效率和产品质量，降低制造成本 例如：波音公司在生产波音F-15战斗机时，采用“整体制造法”，飞机零件数量减少了42%，用高速铣削代替组装方法得到大型薄壁构