高速切削技術(shù)現(xiàn)狀存在問(wèn)題

1、高速切削技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題高速切削技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題高速切削技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題高速切削技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題2008/2/27/15：15慧聰網(wǎng)機(jī)床行業(yè)頻道切削加工是機(jī)械加工應(yīng)用最廣泛的加工方法之一，而高速是它的重要發(fā)展方向，此中包含高速軟切削、高速硬切削、高速干切削、大進(jìn)給切削等。高速切削能夠大幅度提升生產(chǎn)效率和單位時(shí)間內(nèi)資料切除率，改良加工表面質(zhì)量降低加工開(kāi)銷。高速切削的見(jiàn)解與高速切削技術(shù)高速切削是一個(gè)相對(duì)見(jiàn)解，怎樣定義，當(dāng)前還沒(méi)有共鳴。并且因?yàn)椴灰粯訕拥募庸し绞?、不一樣樣工件有不一樣樣的高速切削范圍，因此也很難就高速切削的速度范圍給出一個(gè)的確的定義。高速切削技術(shù)是在機(jī)床構(gòu)造及資料、機(jī)床設(shè)計(jì)

2、制造技術(shù)、高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)、高性能CNC控制系統(tǒng)、高性能刀夾系統(tǒng)、高性能刀具資料及刀具設(shè)計(jì)制造技術(shù)、高效高精度丈量測(cè)試技術(shù)、高速切削機(jī)理、高速切削工藝等諸多有關(guān)硬件與軟件技術(shù)均獲得充散發(fā)展的基礎(chǔ)之上綜合而成的。因此，高速切削加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，波及機(jī)床、刀具、工件、加工工藝過(guò)程參數(shù)及切削機(jī)理等諸多方面。2高速切削技術(shù)外國(guó)發(fā)顯現(xiàn)狀從德國(guó)博士提出高速切削概念，并于同年申請(qǐng)了專利以來(lái)，高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了高速切削的理論研究階段、高速切削應(yīng)用研究階段、高速切削的初步應(yīng)用階段、高速切削的較成熟階段等四個(gè)階段，現(xiàn)已在生產(chǎn)中獲得推行應(yīng)用。特別是20世紀(jì)80年月以來(lái)各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家接踵投入大

3、批人力、財(cái)力，研究開(kāi)發(fā)高速切削技術(shù)及有關(guān)技術(shù)，發(fā)展快速。外國(guó)近幾年來(lái)高速加工機(jī)床發(fā)展快速，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、瑞士、英國(guó)、加拿大、意大利等國(guó)家接踵開(kāi)發(fā)了各自的高速切削機(jī)床。1/5高速主軸是高速切削技術(shù)最重要的重點(diǎn)技術(shù)，平常采納主軸、電動(dòng)機(jī)一體化的電主軸零件，實(shí)現(xiàn)無(wú)中間環(huán)節(jié)的直接傳動(dòng)，主軸支承一般使用陶瓷軸承、靜壓軸承、動(dòng)壓軸承、空氣軸承以及油0氣潤(rùn)滑、發(fā)射潤(rùn)滑等技術(shù)，也有使用磁力軸承的。進(jìn)給系統(tǒng)則開(kāi)始采納直線電動(dòng)機(jī)或小導(dǎo)程大尺寸高質(zhì)量的滾珠絲杠或大導(dǎo)程多頭絲杠，以供給更高的進(jìn)給速度和更好的加、減速特色，最大加快度可達(dá)210g。CNC控制系統(tǒng)則使用多片32位或64位CPU，以知足高速切削加工

4、對(duì)系統(tǒng)快速數(shù)據(jù)辦理能力的要求，并采納前饋和大批超前途序段辦理功能，以保證高速加工時(shí)的插補(bǔ)精度。采納強(qiáng)力高壓、高效的冷卻系統(tǒng)以解決極熱切屑問(wèn)題。采納溫控循環(huán)水(或其余介質(zhì))來(lái)冷卻主軸電動(dòng)機(jī)、主軸軸承、直線電動(dòng)機(jī)、液壓油箱、電氣柜，有的甚至冷卻主軸箱、橫梁、床身等大構(gòu)件。采納更齊備的安全保障舉措保證機(jī)床操作者及機(jī)床四周現(xiàn)場(chǎng)人員的安全，防范機(jī)床、刀具、工件及有關(guān)設(shè)備的損害；鑒識(shí)和防范可能惹起重要事故的工況；保證產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量。研究工件的資料特色對(duì)加工方法的影響，一些難加薪水料如鎳基合金、鈦合金和纖維增強(qiáng)塑料等，在高速條件下變得易于切削。其余，不一樣樣資料最正的確削速度也不一樣樣，工件資料仍是選擇刀具

5、及加工參數(shù)的重要依照，一般在高速加工中，宜采納高轉(zhuǎn)速、中小切深、快進(jìn)給、多行程，可是在高速加工的工藝參數(shù)選擇方面，當(dāng)前國(guó)際上沒(méi)有面向生產(chǎn)適用的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠參照。高速切削機(jī)理的研究主要包含高速切削過(guò)程中的切屑成形機(jī)理、切削力、切削熱變化規(guī)律及刀具磨損機(jī)理對(duì)加工效率、加工精度和加工表面圓滿性的影響規(guī)律。當(dāng)前對(duì)鋁合金的高速切削機(jī)理研究，已獲得了較為成熟的結(jié)論，并已用于指導(dǎo)鋁合金的高速切削生產(chǎn)實(shí)踐。2/5但對(duì)黑色金屬及難加薪水料的高速切削加工機(jī)理研究尚在研究階段，其高速切削工藝規(guī)范還很不圓滿，是當(dāng)前高速切削生產(chǎn)中的難點(diǎn)，也是切削加工領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。其余，高速切削已進(jìn)入鉸孔、攻絲等的應(yīng)用中，其機(jī)理也都在不

6、停研究之中。就當(dāng)前而言，對(duì)高速切削時(shí)的切削力、切削溫度、刀具磨損與刀具壽命、加工表面質(zhì)量與加工精度的變化規(guī)律還需要做更為深入的研究和商討。高速切削技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)顯現(xiàn)狀高速切削在國(guó)內(nèi)的研究及應(yīng)用起步較晚，但進(jìn)入20世紀(jì)90年月以來(lái)已廣泛惹起關(guān)注。當(dāng)前全國(guó)大概有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床，大多數(shù)仍是通用機(jī)床，數(shù)控機(jī)床包含經(jīng)濟(jì)型在內(nèi)大概占10%左右，在航空、航天、汽車、模具、機(jī)床和工程機(jī)械等行業(yè)入口數(shù)控機(jī)床和加工中心占了較大比率。此刻國(guó)內(nèi)10015000r/min的立式加工中心和18000r/min的臥式加工中心已開(kāi)發(fā)成功并生產(chǎn)問(wèn)世，生產(chǎn)的高速數(shù)字化仿形銑床最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了400r/min，35004000r/mi

7、n的數(shù)控車床和車削中心已成批生產(chǎn)，8000r/min的數(shù)控車床也已問(wèn)世。高速機(jī)床的高檔數(shù)控系統(tǒng)和開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)正在深入研究中，但當(dāng)前主要仍是依靠入口。當(dāng)前國(guó)內(nèi)正逐漸開(kāi)始推行應(yīng)用高速切削技術(shù)，主假如應(yīng)用在航空航天、模具和汽車工業(yè)，加工鋁合金和鑄鐵好多，但采納的刀具以入口為主。國(guó)內(nèi)刀具資料當(dāng)前仍以高速鋼、硬質(zhì)合金刀具為主，先進(jìn)刀具資料(如涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷刀具、CBN和PCD刀具等)雖有必定基礎(chǔ)，但應(yīng)用范圍不夠廣泛?？偟膩?lái)說(shuō)，切削速度廣泛偏低，切削水平易加工效率較低。3/5高速切削基礎(chǔ)理論研究起步較晚，80年月以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)陶瓷刀具高速硬切削時(shí)的切屑形成、切削溫度、切削力、刀具磨損與損壞、

8、刀具壽命和加工表面質(zhì)量等規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并已在生產(chǎn)中獲得好多應(yīng)用。自90年月以來(lái)，對(duì)高速切削鋁合金、鋼、鑄鐵、高溫合金、鈦合金等的切削力、切削溫度、刀具磨損與損壞和刀具壽命進(jìn)行了必定研究和商討，但還沒(méi)有進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。對(duì)切削加工過(guò)程的監(jiān)控技術(shù)研究好多，但投入生產(chǎn)使用的較少。附表各樣加工方法的高速切削速度范圍加工方式切削速度(m/min)車削7007000銑削3006000鉆削2001100拉削3075鉸削20500磨削50001004高速切削的應(yīng)用因?yàn)楦咚偾邢鳈C(jī)床和刀具技術(shù)及有關(guān)技術(shù)的快速進(jìn)步，高速切削技術(shù)已應(yīng)用于航空、航天、汽車、模具、機(jī)床等行業(yè)中，車、銑、鏜、鉆、拉、鉸、攻絲、磨削

9、鋁合金、鋼、鑄鐵、鈦合金、鎳基合金、鉛、銅及銅合金、纖維增強(qiáng)的合成樹(shù)脂等幾乎全部傳統(tǒng)切削能加工的資料，以及傳統(tǒng)切削很難加工的資料。刀具資料主要使用碳素工具鋼、超高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼、天然金剛石、人工金剛石、聚晶金剛石等。當(dāng)前國(guó)際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于汽車工業(yè)、工件自己或刀具系統(tǒng)剛性不足的加工領(lǐng)域及加工復(fù)雜曲面的領(lǐng)域。不一樣樣加工方式、不一樣樣工件資料有不一樣樣的高速切削范圍。不一樣樣加工方式高速切削線速度的范圍見(jiàn)附表，附圖所示為幾種常有工件資料高速銑削時(shí)的速度范圍。高速切削還在進(jìn)一步發(fā)展中，估計(jì)銑削加工鋁的切削速度可達(dá)到100m/min，加工鑄鐵可達(dá)到5000

10、m/min，加工一般鋼也將達(dá)到2500m/min；鉆削加工鋁切削轉(zhuǎn)速可達(dá)到300r/min，加工鑄鐵達(dá)到200r/min，加工一般鋼達(dá)到100r/min。高速切削存在的問(wèn)題及發(fā)展展望高速切削是切削加工發(fā)展的主要方向之一，它除依靠于數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、新資料和奇異構(gòu)件等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展4/5外，自己亦存在著一系列亟待攻陷的技術(shù)問(wèn)題，如刀具磨損嚴(yán)重，高速切削刀具切入切出時(shí)損壞問(wèn)題，高速切削用刀具資料價(jià)錢昂貴，銑、鏜等展轉(zhuǎn)刀具及主軸需要?jiǎng)泳猓毒邐A持要牢靠安全，主軸系統(tǒng)昂貴且壽命短，并且所用高速加工機(jī)床及其控制系統(tǒng)價(jià)錢昂貴，使得高速切削的一次性投入較大，這些問(wèn)題限制著高速切削的進(jìn)一步推行應(yīng)用。高速

11、切削發(fā)展趨向和將來(lái)研究方向概括起來(lái)主要有：(1)新一代高速大功率機(jī)床的開(kāi)發(fā)與研制；(2)高速切削動(dòng)向特色及堅(jiān)固性的研究；(3)高速切削機(jī)理的深入研究；(4)新一代抗熱振性好、耐磨性好、壽命長(zhǎng)的刀具資料的研制及適合于高速切削的刀具構(gòu)造的研究；(5)進(jìn)一步拓寬高速切削工件資料及其高速切削工藝范圍；(6)開(kāi)發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)；(7)成立高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)適于高速切削加工的編程技術(shù)以進(jìn)一步推行高速切削加工技術(shù)；(8)鑒于高速切削工藝，開(kāi)發(fā)推行干式(準(zhǔn)干式)切削綠色制造技術(shù)；(9)鑒于高速切削，開(kāi)發(fā)推行高能加工技術(shù)。結(jié)語(yǔ)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，中興我國(guó)制造業(yè)，迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)乃是成立興盛工業(yè)國(guó)家的