第六章_超高速加工技術(shù)[1]PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第六章第六章_超高速加工技術(shù)超高速加工技術(shù)1第六章 超高速加工技術(shù)第一節(jié) 概述：一、超高速加工技術(shù)： 1、 超高速加工技術(shù)概念： 是指采用超硬材料刀具、磨具和能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化、高柔性的制造設(shè)備，以極大地提高切削速度來(lái)達(dá)到提高材料切除率、加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。 2、超高速加工切削速度： 超高速加工的切削速度由工件材料和切削方式確定。 工件材料超高速加工切削速度為： 鋁合金：20007500m/min； 鑄鐵：9005000m/min；第1頁(yè)/共12頁(yè) 鋼：6003000m/min； 鈦合金：1501000m/min。 切削方式超高速加工切削速度： 車(chē)

2、削：7007000m/min； 銑削：3006000m/min； 鉆削：2001100m/min； 磨削：900m/min以上。二、超高速加工技術(shù)現(xiàn)狀： 1、超高速切削技術(shù)的現(xiàn)狀： 國(guó)外現(xiàn)狀： 高速電主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)速：20000 r/min； 有商品化的超高速切削機(jī)床產(chǎn)品。第2頁(yè)/共12頁(yè) 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀： 高速電主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)速尚未突破10000 r/min； 還沒(méi)有成熟的商品化超高速切削機(jī)床產(chǎn)品。 2、高速和超高速磨削技術(shù)的現(xiàn)狀： 高速和超高速磨削方式： 有高速磨削、超高速磨削、深切緩進(jìn)給磨削、高效深切快進(jìn)給磨削等。 高速和超高速磨削設(shè)備： 德國(guó)的高效深切快進(jìn)給磨床：HEDG（High Effiency

3、 Deep Grinding） 主軸轉(zhuǎn)速：10000rpm 機(jī)床主電機(jī)功率：60Kw 磨削速度：160m/s第3頁(yè)/共12頁(yè) 日本的超高速外圓磨床：磨削速度200m/s。 國(guó)內(nèi)超高速磨床：磨削速度未超過(guò)80m/s，還沒(méi)有真正產(chǎn)業(yè)化的超高速磨削設(shè)備，與國(guó)外的差距還很大。三、超高速加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域： 1、大批生產(chǎn)領(lǐng)域：如汽車(chē)工業(yè)。 2、工件本身剛性不足的加工領(lǐng)域：如航空工業(yè)產(chǎn)品。超高速加工切削變形小，切削力小。 3、難加工材料領(lǐng)域。 4、超精密微細(xì)切削加工領(lǐng)域：切削速度高，工件的表面質(zhì)量好。四、超高速加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)： 1、超高速切削和磨削機(jī)理研究； 2、超高速主軸單元制造技術(shù)；第4頁(yè)/共12

4、頁(yè) 3、超高速進(jìn)給單元制造技術(shù)； 4、超高速加工用刀具和磨具材料； 5、超高速機(jī)床支承； 6、超高速加工測(cè)試技術(shù)。第二節(jié) 超高速切削和磨削機(jī)理一、超高速切削和磨削機(jī)理的研究?jī)?nèi)容： 主要對(duì)超高速加工條件下切削和磨削過(guò)程以及產(chǎn)生的各種切削和磨削現(xiàn)象的理論研究。包括： 1、超高速切削和磨削的加工過(guò)程研究； 2、超高速切削加工現(xiàn)象及切削工藝參數(shù)優(yōu)化的研究； 3、各種材料的超高速切削機(jī)理研究； 4、超高速磨削技術(shù)中各種磨削現(xiàn)象及各種材料的磨削的機(jī)理研究。第5頁(yè)/共12頁(yè)二、超高速切削機(jī)理： 1、薩洛蒙超高速切削理論： 三個(gè)切削速度區(qū)： 常規(guī)的切削速度區(qū)：現(xiàn)行的切削加工速度范圍； 不能切削區(qū)：此區(qū)切削速度

5、下，切削溫度過(guò)高，刀具不能承受； 高速切削區(qū)：當(dāng)切削速度達(dá)到某一數(shù)值后，切削溫度不再升高，反而隨切削速度繼續(xù)增加，切削溫度呈下降趨勢(shì)，切削溫度降到刀具能承受的切削速度時(shí)，即為高速切削的最低速度。 試驗(yàn)表明，薩洛蒙超高速切削理論并不適用于所有的加工材料，有些材料在超高速切削時(shí)不存在不能切削區(qū)。 2、超高速磨削最大切屑厚度hmax理論： 在保持其它參數(shù)不變，僅增大磨削速度情況下， hmax會(huì)減小，每個(gè)磨削刃上的作用切削力也會(huì)減小。第6頁(yè)/共12頁(yè) 在保持hmax不變的情況下，增大磨削速度，成比例地提高材料磨除率。第三節(jié) 超高速主軸單元制造技術(shù) 超高速主軸單元是超高速加工機(jī)床最關(guān)鍵部件。一、超高速主

6、軸單元的組成： 1、主軸動(dòng)力源：采用電主軸。 2、主軸：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮便于潤(rùn)滑和冷卻。 3、軸承：陶瓷軸承，磁懸浮軸承。考慮參數(shù)是轉(zhuǎn)速。 4、機(jī)架（箱體）二、超高速主軸單元制造的關(guān)鍵技術(shù)： 1、超高速主軸材料、結(jié)構(gòu)、軸承的研究與開(kāi)發(fā)：耐磨，材料的均勻性等要求高。第7頁(yè)/共12頁(yè) 2、超高速主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及熱態(tài)特性研究：動(dòng)剛度、固有頻率等參數(shù)的影響。 3、超高速主軸系統(tǒng)的潤(rùn)滑和冷卻技術(shù)研究：潤(rùn)滑充分問(wèn)題、冷卻效果問(wèn)題。 4、超高速主軸系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)研究。第四節(jié) 超高速加工進(jìn)給單元制造技術(shù) 超高速加工進(jìn)給單元是超高速加工機(jī)床的重要組成部分。一、超高速加工進(jìn)給單元的基本要求： 1

7、、要求具有大的加、減速度：在瞬時(shí)達(dá)到高速，瞬時(shí)準(zhǔn)停。 2、要求具有搞的定位精度：能精確控制零件的尺寸精度。二、超高速加工進(jìn)給單元的關(guān)鍵技術(shù)： 1、高速位置環(huán)芯片研制；第8頁(yè)/共12頁(yè) 2、高速精密交流伺服系統(tǒng)及電機(jī)的研究； 3、直線伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的研究； 4、加速度控制技術(shù)的研究； 5、超高速進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)化、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)研究； 6、超高速滾珠絲杠副及大導(dǎo)程滾珠絲杠副的研制； 7、高精度導(dǎo)軌、新型導(dǎo)軌摩擦副的研究。三、超高速加工進(jìn)給單元與普通進(jìn)給系統(tǒng)的區(qū)別： 1、進(jìn)給速度大大提高：已達(dá)到60m/min； 2、普遍采用交流（或直線）伺服電機(jī)代替直流伺服電機(jī)； 3、液體靜壓絲杠副代替滾珠絲杠副； 4、滾柱絲杠副代替滾珠絲杠副； 5、采用靜壓導(dǎo)軌減小摩擦阻力。第9頁(yè)/共12頁(yè)第五節(jié) 超高速加工測(cè)試技術(shù) 從某種意義上講，超高速加工測(cè)試技術(shù)是超高速加工得到應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。一、超高速加工測(cè)試技術(shù)的概念： 主要是指在超高速加工過(guò)程中，通過(guò)傳感、分析、信號(hào)處理等，對(duì)超高速機(jī)床及系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和控制的監(jiān)測(cè)技術(shù)。 監(jiān)測(cè)主要基于對(duì)切削力、聲發(fā)射、切削功率和溫度等信息參數(shù)檢測(cè)，來(lái)監(jiān)測(cè)加工狀態(tài)。二、超高速加工測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)： 1、基于監(jiān)控參數(shù)的在