第四章_高速超高速切削磨削技術(shù)

1、2022-5-301 超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動的高精度、高具，利用能可靠實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動的高精度、高自動化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速自動化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來達(dá)到提高材料去除率、加工精度和加工度來達(dá)到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。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(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-302超高速切削加工技術(shù)超高速切削加工技術(shù)1. 超高速切削加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用超高速切削加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用切削速度變化與切削溫度之間的關(guān)系切

2、削速度變化與切削溫度之間的關(guān)系第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-303超高速切削加工技術(shù)超高速切削加工技術(shù)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(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-304超高速切削加工技術(shù)超高速切削加工技術(shù)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(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-305第四章第四章 高速

3、超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)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(shí)現(xiàn)陶瓷、半導(dǎo)體硅等硬高速切削可實(shí)現(xiàn)陶瓷、半導(dǎo)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(shù)已在航空航天、汽車、高速機(jī)車和模具等行業(yè)廣泛應(yīng)用，高速切削技術(shù)已在航空航天、汽車、高速機(jī)車和模具等行業(yè)廣泛應(yīng)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(chǎn)中的高速加工技術(shù)最新情況目前國際上生產(chǎn)中的高速加工技術(shù)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(dá)，最高可達(dá)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(dá)，最高達(dá)2200m/min2200m/min；鋼件精加工可達(dá)；鋼件精加工可達(dá)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(dá)的鋼齒輪滾齒速度可達(dá)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(dá)）的攻絲速度可達(dá)61m/min61m/min左右。左右。2022-5-306超高速切削加工技術(shù)超高速切削加工技術(shù)超高速切削的關(guān)鍵技術(shù)超高速切削的關(guān)鍵技術(shù) 超高速主軸單元超高速主軸單元高速進(jìn)給系統(tǒng)高速進(jìn)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(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-307超高速切削加工技術(shù)超高速切削加工技術(shù)第四章第四章 高

6、速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)多數(shù)高速機(jī)床主軸采用內(nèi)裝式電機(jī)主軸（多數(shù)高速機(jī)床主軸采用內(nèi)裝式電機(jī)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(jī)，將帶有冷卻套的電機(jī)定子裝配在主軸單元的殼殼電機(jī)，將帶有冷卻套的電機(jī)定子裝配在主軸單元的殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一體，主軸的變體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一體，主軸的變速完全通過交流變頻控制實(shí)現(xiàn)，將變頻電機(jī)和機(jī)床主軸速完全通過交流變頻控制實(shí)現(xiàn)，將變頻電機(jī)和機(jī)床主軸合二為一。由于它取消了從主電機(jī)到機(jī)床主軸之間的

7、一合二為一。由于它取消了從主電機(jī)到機(jī)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(qū)動與傳動方式為這種新型的驅(qū)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(jī)及其控制模塊、主要包括高速主軸軸承、無外殼主軸電機(jī)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(shù)超高速切削加工技術(shù)第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)（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(zhuǎn)精）減小了主軸的振動和噪聲，提高了主軸的回轉(zhuǎn)精度。度。（3 3）電主軸采用交流變頻調(diào)速和矢量控制，具有輸出）電主軸采用交流變頻調(diào)速和矢量控制，具有輸出功率大、調(diào)速范圍寬和功率功率大、調(diào)速范圍寬和功率- -扭矩特性好的特點(diǎn)。扭矩特性好的特點(diǎn)。（4 4）電主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)動慣量小，快速響應(yīng)性）電主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)動慣量小，快速響應(yīng)性好，能實(shí)現(xiàn)很高的速度和加速度和定角度的快速準(zhǔn)停。好，能實(shí)現(xiàn)很高的速度和加速度和定角度的快速準(zhǔn)停。2022-5-309超高速磨削加工技術(shù)超高速磨削加工技術(shù)1. 超高速磨削加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)

9、用超高速磨削加工技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用超高速磨削技術(shù)的具體應(yīng)用超高速磨削技術(shù)的具體應(yīng)用 高效深切磨削高效深切磨削 快速點(diǎn)磨削快速點(diǎn)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(diǎn)磨削原理圖快速點(diǎn)磨削原理圖第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-3010超高速磨削加工技術(shù)超高速磨削加工技術(shù) 2.2.超高速磨削的關(guān)鍵技術(shù)超高速磨削的關(guān)鍵技術(shù) 超高速磨削砂輪技術(shù)超高速磨削砂輪技術(shù) 超高速磨床主軸及其軸承技術(shù)超高速磨床主軸及其軸承技術(shù) 高速超高速磨床高速超高速磨床 磨削液及其供給技術(shù)磨削液及其供給技術(shù) 砂輪、工件安裝定位及安全防護(hù)技術(shù)砂輪、工件安裝定位及

10、安全防護(hù)技術(shù) 磨削狀態(tài)檢測及數(shù)控技術(shù)磨削狀態(tài)檢測及數(shù)控技術(shù)第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)2022-5-3011第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)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(fù)合加工）切削加高速（超高速）高效（高性能、高效復(fù)合加工）切削加工時(shí)，刀具材料與工件材料相互作用過程中的刀具摩擦、工時(shí)，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(jī)理，預(yù)報(bào)刀具壽命、合理選擇與使用刀具材磨損和破損機(jī)理，預(yù)報(bào)刀具壽命、合理選擇與使用刀具材料和切削介質(zhì)的科學(xué)理論；難加工材料的高速切削變形理料和切削

11、介質(zhì)的科學(xué)理論；難加工材料的高速切削變形理論；與高速切削摩擦學(xué)研究相結(jié)合，熱、力耦合不均勻強(qiáng)論；與高速切削摩擦學(xué)研究相結(jié)合，熱、力耦合不均勻強(qiáng)應(yīng)力場模型及其與刀具損壞和加工表面質(zhì)量的關(guān)系；高速應(yīng)力場模型及其與刀具損壞和加工表面質(zhì)量的關(guān)系；高速切削系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)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(shù)研究熱點(diǎn)高速高效切削加工技術(shù)研究熱點(diǎn)2022-5-3012第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)u高速切削加工工具系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和制造高速切削加工工具系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和制造刀具

12、材料的刀具材料的“微觀微觀”、“細(xì)觀細(xì)觀”和和“宏觀宏觀”的的“多尺度多尺度”關(guān)聯(lián)模關(guān)聯(lián)模型，研制高強(qiáng)度、高韌性、高硬度和高抗熱震性能的刀具型，研制高強(qiáng)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(fù)合加工刀具、微切材料；高速切削刀柄和刀具（包括復(fù)合加工刀具、微切削刀具）動態(tài)設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)；高速切削刀具、主軸削刀具）動態(tài)設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)；高速切削刀具、主軸動平衡技術(shù)安全性；高速切削機(jī)床防護(hù)罩材料和結(jié)構(gòu)。動平衡技術(shù)安全性；高速切削機(jī)床防護(hù)罩材料和結(jié)構(gòu)。2022-5-3013第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)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(jī)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(jī)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(shù)。高效切削、高速微切削加工的模擬仿真技術(shù)。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(shù)，刀具機(jī)械開發(fā)高速高效切削加工過程的智能檢測技術(shù)，刀具機(jī)械性能的快速、可靠測量技術(shù)，尤其是超硬刀具、硬質(zhì)合金性能的快速、可靠測量技術(shù)，尤其是超硬刀具、硬質(zhì)合金刀具表面和次表面應(yīng)力場、缺陷、微裂紋的檢測，涂層質(zhì)刀具表面和次表面應(yīng)力

14、場、缺陷、微裂紋的檢測，涂層質(zhì)量、多層涂層、過渡層機(jī)械性能的可靠快速測量技術(shù)；利量、多層涂層、過渡層機(jī)械性能的可靠快速測量技術(shù)；利用涂層技術(shù)和微機(jī)電技術(shù)的切削加工過程物理量的測試與用涂層技術(shù)和微機(jī)電技術(shù)的切削加工過程物理量的測試與預(yù)報(bào)技術(shù)。預(yù)報(bào)技術(shù)。2022-5-3014第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)u高速高效加工機(jī)床（裝備）及關(guān)鍵零部件的設(shè)高速高效加工機(jī)床（裝備）及關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)計(jì)理論與制造技術(shù)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(jī)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(jī)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(shù)；衡、高加（減）速控制、高頻變頻控制、測試、潤滑技術(shù)；開發(fā)大行程、大推力易控制的直線電機(jī)，研究直線電機(jī)的開發(fā)大行程、大推力易控制的直線電機(jī)，研究直線電機(jī)的端部效應(yīng)與抑制技術(shù)，解決散熱、隔磁、自鎖和移動部件端部效應(yīng)與抑制技術(shù)，解決散熱、隔磁、自鎖和移動部件輕量化技術(shù)；高速并聯(lián)機(jī)床、高速微切削機(jī)床、多軸聯(lián)動輕量化技術(shù)；高速并聯(lián)機(jī)床、高速微切削機(jī)床、多軸聯(lián)動機(jī)床，以及多功能復(fù)合加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及其熱特性機(jī)床，以及多功能復(fù)合加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)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(diǎn)磨削）基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)磨削、高速點(diǎn)磨削）基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)高速超高速磨削機(jī)理認(rèn)識和探討，表面創(chuàng)成及完整性控高速超高速磨削機(jī)理認(rèn)識和探討，表面創(chuàng)成及完整性控制，高效深磨和高速點(diǎn)磨削的核心關(guān)鍵技術(shù)及理論研究。制，高效深磨和高速點(diǎn)磨削的核心關(guān)鍵技術(shù)及理論研究。u高效率磨削加工基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)高效率磨削加工基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)力高效磨削工藝及裝備的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)和基礎(chǔ)理論，石強(qiáng)力高效磨削工藝及裝備的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)和基礎(chǔ)理論，石材高效率低污染磨削加

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

18、礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)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(shù)研究、磨削過程智能控制方法、理論與實(shí)現(xiàn)。術(shù)研究、磨削過程智能控制方法、理論與實(shí)現(xiàn)。u復(fù)雜曲面的自動化、高效率磨削加工基礎(chǔ)理論與復(fù)雜曲面的自動化、高效率磨削加工基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)復(fù)雜曲面機(jī)器人磨削和數(shù)控磨削理論研究和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，復(fù)復(fù)雜曲面機(jī)器人磨削和數(shù)控磨削理論研究和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜曲面自動高效率磨削加工工藝的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)。雜曲面自動高效率磨削加工工藝的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)。高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點(diǎn)高速超高速磨削加工工藝與裝備研究熱點(diǎn)2022-5-3017第四章第四章 高速超高速切削磨削技術(shù)高速超高速切削磨削技術(shù)u新型磨具制備和應(yīng)用中的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)新型磨具制備和應(yīng)用中的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)新型磨料與結(jié)合劑系統(tǒng)開發(fā)與組合技術(shù)，高速超高速高新型磨