第四章_高速超高速切削磨削技術

1、2022-5-301 超高速加工技術是指采用超硬刀具和磨超高速加工技術是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、高具，利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設備，以提高切削速自動化和高柔性的制造設備，以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質量的先進加工技術。質量的先進加工技術。超高速加工的定義超高速加工的定義第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-302超高速切削加工技術超高速切削加工技術1. 超高速切削加工技術特點及應用超高速切削加工技術特點及應用切削速度變化與切削溫度之間的關系切

2、削速度變化與切削溫度之間的關系第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-303超高速切削加工技術超高速切削加工技術不同工件材料的切削速度范圍不同工件材料的切削速度范圍第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-304超高速切削加工技術超高速切削加工技術超高速切削的優(yōu)越性超高速切削的優(yōu)越性切削力低切削力低熱變形小熱變形小材料去除率高材料去除率高加工精度高加工精度高降低加工成本降低加工成本高速切削可以加工難加工的材料高速切削可以加工難加工的材料 第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-305第四章第四章 高速

3、超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術高速切削可以加工難加工的材料高速切削可以加工難加工的材料 高速切削可實現(xiàn)陶瓷、半導體硅等硬高速切削可實現(xiàn)陶瓷、半導體硅等硬脆材料的塑性去除加工以及鎳基合金、鈦合金、高溫合金等韌性材料脆材料的塑性去除加工以及鎳基合金、鈦合金、高溫合金等韌性材料的高表面完整性加工。的高表面完整性加工。高速切削技術已在航空航天、汽車、高速機車和模具等行業(yè)廣泛應用，高速切削技術已在航空航天、汽車、高速機車和模具等行業(yè)廣泛應用，已成為切削加工的主流。已成為切削加工的主流。目前國際上生產中的高速加工技術最新情況目前國際上生產中的高速加工技術最新情況是：粗精加工鋁合金的切削速度為是：

4、粗精加工鋁合金的切削速度為1000-4000m/min1000-4000m/min，最高為，最高為5000-5000-7500m/min7500m/min；加工鎂合金為；加工鎂合金為4500m/min4500m/min，最高可達，最高可達7500m/min7500m/min；鑄鐵件精；鑄鐵件精加工為加工為500-1500m/min500-1500m/min，最高達，最高達2200m/min2200m/min；鋼件精加工可達；鋼件精加工可達300-300-800m/min800m/min；淬硬鋼件（；淬硬鋼件（HRC45-65HRC45-65）的精加工可用到）的精加工可用到100-500m/mi

5、n100-500m/min；模；模數(shù)為數(shù)為1.51.5的鋼齒輪滾齒速度可達的鋼齒輪滾齒速度可達300-600m/min300-600m/min，可鍛鑄鐵螺紋，可鍛鑄鐵螺紋（M14M141.51.5）的攻絲速度可達）的攻絲速度可達61m/min61m/min左右。左右。2022-5-306超高速切削加工技術超高速切削加工技術超高速切削的關鍵技術超高速切削的關鍵技術 超高速主軸單元超高速主軸單元高速進給系統(tǒng)高速進給系統(tǒng)高速切削刀具材料和刀具系統(tǒng)高速切削刀具材料和刀具系統(tǒng)第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-307超高速切削加工技術超高速切削加工技術第四章第四章 高

6、速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術多數(shù)高速機床主軸采用內裝式電機主軸（多數(shù)高速機床主軸采用內裝式電機主軸（Build-in Build-in Motor SpindleMotor Spindle），簡稱），簡稱“電主軸電主軸”。電主軸采用無外。電主軸采用無外殼電機，將帶有冷卻套的電機定子裝配在主軸單元的殼殼電機，將帶有冷卻套的電機定子裝配在主軸單元的殼體內，轉子和機床主軸的旋轉部件做成一體，主軸的變體內，轉子和機床主軸的旋轉部件做成一體，主軸的變速完全通過交流變頻控制實現(xiàn)，將變頻電機和機床主軸速完全通過交流變頻控制實現(xiàn)，將變頻電機和機床主軸合二為一。由于它取消了從主電機到機床主軸之間的

7、一合二為一。由于它取消了從主電機到機床主軸之間的一切中間傳動環(huán)節(jié)，把主傳動鏈的長度縮短為零。我們稱切中間傳動環(huán)節(jié)，把主傳動鏈的長度縮短為零。我們稱這種新型的驅動與傳動方式為這種新型的驅動與傳動方式為“零傳動零傳動”。電主軸系統(tǒng)。電主軸系統(tǒng)主要包括高速主軸軸承、無外殼主軸電機及其控制模塊、主要包括高速主軸軸承、無外殼主軸電機及其控制模塊、潤滑冷卻系統(tǒng)、主軸刀柄接口等。潤滑冷卻系統(tǒng)、主軸刀柄接口等。 2022-5-308超高速切削加工技術超高速切削加工技術第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術（1 1）電主軸系統(tǒng)取消了高精密齒輪等傳動件，消除了）電主軸系統(tǒng)取消了高精密齒輪等傳動

8、件，消除了傳動誤差。傳動誤差。（2 2）減小了主軸的振動和噪聲，提高了主軸的回轉精）減小了主軸的振動和噪聲，提高了主軸的回轉精度。度。（3 3）電主軸采用交流變頻調速和矢量控制，具有輸出）電主軸采用交流變頻調速和矢量控制，具有輸出功率大、調速范圍寬和功率功率大、調速范圍寬和功率- -扭矩特性好的特點。扭矩特性好的特點。（4 4）電主軸機械結構簡單，轉動慣量小，快速響應性）電主軸機械結構簡單，轉動慣量小，快速響應性好，能實現(xiàn)很高的速度和加速度和定角度的快速準停。好，能實現(xiàn)很高的速度和加速度和定角度的快速準停。2022-5-309超高速磨削加工技術超高速磨削加工技術1. 超高速磨削加工技術特點及應

9、用超高速磨削加工技術特點及應用超高速磨削技術的具體應用超高速磨削技術的具體應用 高效深切磨削高效深切磨削 快速點磨削快速點磨削 硬脆材料及難加硬脆材料及難加工材料超高速磨削工材料超高速磨削快速點磨削原理圖快速點磨削原理圖第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-3010超高速磨削加工技術超高速磨削加工技術 2.2.超高速磨削的關鍵技術超高速磨削的關鍵技術 超高速磨削砂輪技術超高速磨削砂輪技術 超高速磨床主軸及其軸承技術超高速磨床主軸及其軸承技術 高速超高速磨床高速超高速磨床 磨削液及其供給技術磨削液及其供給技術 砂輪、工件安裝定位及安全防護技術砂輪、工件安裝定位及

10、安全防護技術 磨削狀態(tài)檢測及數(shù)控技術磨削狀態(tài)檢測及數(shù)控技術第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術2022-5-3011第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u高速高效切削加工基本理論高速高效切削加工基本理論高速（超高速）高效（高性能、高效復合加工）切削加高速（超高速）高效（高性能、高效復合加工）切削加工時，刀具材料與工件材料相互作用過程中的刀具摩擦、工時，刀具材料與工件材料相互作用過程中的刀具摩擦、磨損和破損機理，預報刀具壽命、合理選擇與使用刀具材磨損和破損機理，預報刀具壽命、合理選擇與使用刀具材料和切削介質的科學理論；難加工材料的高速切削變形理料和切削

11、介質的科學理論；難加工材料的高速切削變形理論；與高速切削摩擦學研究相結合，熱、力耦合不均勻強論；與高速切削摩擦學研究相結合，熱、力耦合不均勻強應力場模型及其與刀具損壞和加工表面質量的關系；高速應力場模型及其與刀具損壞和加工表面質量的關系；高速切削系統(tǒng)動力學特性，高速切削加工的穩(wěn)定區(qū)域，高速切削系統(tǒng)動力學特性，高速切削加工的穩(wěn)定區(qū)域，高速切削加工系統(tǒng)的動力修改。切削加工系統(tǒng)的動力修改。高速高效切削加工技術研究熱點高速高效切削加工技術研究熱點2022-5-3012第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u高速切削加工工具系統(tǒng)的安全設計和制造高速切削加工工具系統(tǒng)的安全設計和制造刀具

12、材料的刀具材料的“微觀微觀”、“細觀細觀”和和“宏觀宏觀”的的“多尺度多尺度”關聯(lián)模關聯(lián)模型，研制高強度、高韌性、高硬度和高抗熱震性能的刀具型，研制高強度、高韌性、高硬度和高抗熱震性能的刀具材料；高速切削刀柄和刀具（包括復合加工刀具、微切材料；高速切削刀柄和刀具（包括復合加工刀具、微切削刀具）動態(tài)設計理論與制造技術；高速切削刀具、主軸削刀具）動態(tài)設計理論與制造技術；高速切削刀具、主軸動平衡技術安全性；高速切削機床防護罩材料和結構。動平衡技術安全性；高速切削機床防護罩材料和結構。2022-5-3013第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u高速高效切削、高速微切削加工工藝和高

13、速高速高效切削、高速微切削加工工藝和高速高效切削數(shù)據(jù)庫高效切削數(shù)據(jù)庫向機械制造業(yè)提供合理或優(yōu)化的工藝及切削用量，高速向機械制造業(yè)提供合理或優(yōu)化的工藝及切削用量，高速高效切削、高速微切削加工的模擬仿真技術。高效切削、高速微切削加工的模擬仿真技術。u高速高效切削加工的智能檢測與監(jiān)控傳感器與高速高效切削加工的智能檢測與監(jiān)控傳感器與儀器儀器開發(fā)高速高效切削加工過程的智能檢測技術，刀具機械開發(fā)高速高效切削加工過程的智能檢測技術，刀具機械性能的快速、可靠測量技術，尤其是超硬刀具、硬質合金性能的快速、可靠測量技術，尤其是超硬刀具、硬質合金刀具表面和次表面應力場、缺陷、微裂紋的檢測，涂層質刀具表面和次表面應力

14、場、缺陷、微裂紋的檢測，涂層質量、多層涂層、過渡層機械性能的可靠快速測量技術；利量、多層涂層、過渡層機械性能的可靠快速測量技術；利用涂層技術和微機電技術的切削加工過程物理量的測試與用涂層技術和微機電技術的切削加工過程物理量的測試與預報技術。預報技術。2022-5-3014第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u高速高效加工機床（裝備）及關鍵零部件的設高速高效加工機床（裝備）及關鍵零部件的設計理論與制造技術計理論與制造技術開發(fā)高速高剛度軸承和大功率高精度高速電主軸；電主軸開發(fā)高速高剛度軸承和大功率高精度高速電主軸；電主軸的熱、機械特性及其耦合特性與動態(tài)特性及電主軸的動平的熱、

15、機械特性及其耦合特性與動態(tài)特性及電主軸的動平衡、高加（減）速控制、高頻變頻控制、測試、潤滑技術；衡、高加（減）速控制、高頻變頻控制、測試、潤滑技術；開發(fā)大行程、大推力易控制的直線電機，研究直線電機的開發(fā)大行程、大推力易控制的直線電機，研究直線電機的端部效應與抑制技術，解決散熱、隔磁、自鎖和移動部件端部效應與抑制技術，解決散熱、隔磁、自鎖和移動部件輕量化技術；高速并聯(lián)機床、高速微切削機床、多軸聯(lián)動輕量化技術；高速并聯(lián)機床、高速微切削機床、多軸聯(lián)動機床，以及多功能復合加工機床的結構設計，及其熱特性機床，以及多功能復合加工機床的結構設計，及其熱特性與動態(tài)特性的研究。與動態(tài)特性的研究。2022-5-3

16、015第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u高速超高速磨削加工（超高速磨削、高效深切高速超高速磨削加工（超高速磨削、高效深切磨削、高速點磨削）基礎理論及關鍵技術磨削、高速點磨削）基礎理論及關鍵技術高速超高速磨削機理認識和探討，表面創(chuàng)成及完整性控高速超高速磨削機理認識和探討，表面創(chuàng)成及完整性控制，高效深磨和高速點磨削的核心關鍵技術及理論研究。制，高效深磨和高速點磨削的核心關鍵技術及理論研究。u高效率磨削加工基礎理論及關鍵技術高效率磨削加工基礎理論及關鍵技術強力高效磨削工藝及裝備的關鍵實現(xiàn)技術和基礎理論，石強力高效磨削工藝及裝備的關鍵實現(xiàn)技術和基礎理論，石材高效率低污染磨削加

17、工技術及理論研究材高效率低污染磨削加工技術及理論研究高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點2022-5-3016第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u硬脆材料磨削加工基礎理論及關鍵技術研究硬脆材料磨削加工基礎理論及關鍵技術研究復雜磨削應力狀態(tài)下脆塑轉變理論，硬脆材料磨削損傷復雜磨削應力狀態(tài)下脆塑轉變理論，硬脆材料磨削損傷力學、損傷評估及控制，硬脆材料大切深緩進給和高速超力學、損傷評估及控制，硬脆材料大切深緩進給和高速超高速磨削機理研究及實現(xiàn)。高速磨削機理研究及實現(xiàn)。u磨削過程的智能化檢測和控制的基礎理論與關鍵磨削過程的智能化檢測和控制的基

18、礎理論與關鍵技術技術包括磨削過程參數(shù)信息傳感和多傳感器信號融合技包括磨削過程參數(shù)信息傳感和多傳感器信號融合技術研究、磨削過程智能控制方法、理論與實現(xiàn)。術研究、磨削過程智能控制方法、理論與實現(xiàn)。u復雜曲面的自動化、高效率磨削加工基礎理論與復雜曲面的自動化、高效率磨削加工基礎理論與關鍵技術關鍵技術復雜曲面機器人磨削和數(shù)控磨削理論研究和技術實現(xiàn)，復復雜曲面機器人磨削和數(shù)控磨削理論研究和技術實現(xiàn)，復雜曲面自動高效率磨削加工工藝的基礎理論和相關技術。雜曲面自動高效率磨削加工工藝的基礎理論和相關技術。高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點2022-5-3017第四章第四章 高速超高速切削磨削技術高速超高速切削磨削技術u新型磨具制備和應用中的基礎理論與關鍵技術新型磨具制備和應用中的基礎理論與關鍵技術新型磨料與結合劑系統(tǒng)開發(fā)與組合技術，高速超高速高新型磨