《高速加工工艺》PPT课件.ppt

1,机械制造（1）（基础） 机械制造技术基础,补充专题： 高速加工技术,2,高速加工是指采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度，来提高材料切除率、加工精度和加工表面质量的现代加工技术。 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510倍。 以主轴转速界定：高速加工的主轴转速10000 r/min。,4,车削： 700-7000 m/min 铣削： 300-6000 m/min 钻削： 200-1100 m/min 磨削： 50-300 m/s,5,高速加工的特点,加工效率高：进给率较常规切削提高5-10倍，材料去除率可提高3-6倍 切削力小：较常规切削至少降低30%，径向力降低更明显。有利于减小工件受力变形，适于加工薄壁件和细长件 切削热小：加工过程迅速，95%以上切削热被切屑带走，工件积聚热量极少，温升低，适合于加工熔点低、易氧化和易于产生热变形的零件,6,高速加工的特点,加工精度高：刀具激振频率远离工艺系统固有频率，不易产生振动；又切削力小、热变形小、残余应力小，易于保证加工精度和表面质量 工序集约化：可获得高的加工精度和低的表面粗糙度，并在一定条件下，可对硬表面进行加工，从而可使工序集约化。这对于模具加工具有特别意义,7,航空航天大型轻合金整体构件加工 汽车工业采用高速数控机床和高速加工中心组成高速柔性生产线 模具制造高速铣削代替传统的电火花成形加工 仪器仪表精密光学零件加工,高速加工的应用,9,影响高速加工的主要因素,（1）机床结构 运动部件轻：采用刀具运动方式，由主轴实现三个线性轴的运动； 刚性好：允许大加速度； 固有频率高：提高机床的动态性能； 减震性好：减少震动对加工精度和表面质量的影响。,10,提高静、动刚度的机床结构： 1）基础大件采用封闭整体箱形结构 2）合理布置加强筋 3）改善机床的阻尼特性 4）采用新材料，提高抗震性,11,影响高速加工的主要因素,（2）主轴 最高转速可达100000 r/min以上； 高转速状态下，扭矩输出较小； 轴承磨损较快，影响高速主轴的寿命。,12,主轴电机直接驱动,13,电主轴（内装式主轴电机）,主轴与电机转子合为一体 优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯量小，转速高，目前最高可达200000 r/min。 缺点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴,14,主轴的陶瓷化 因陶瓷的比重较低 ,与传统钢制的主轴相比 ,为其重量的 2 / 5左右。可缩短主轴到达稳定转数的时间。在必须频繁更换刀具的加工中作用尤其显著。 热膨胀系数低。由于陶瓷主轴同陶瓷轴承相结合 ,使主轴的热变位控制在 1 0 m以下 (温升为 5以下 ) ,即为通常的 1 / 2 ,使加工精度得以提高。,15,陶瓷轴承高速主轴结构,16,影响高速加工的主要因素,（3）进给系统 进给伺服系统代表了机床的动态性能； 电机驱动：电机丝杠或直线电机 导轨：滚动导轨取代滑动导轨,17,电机,支承,丝杠,螺母,伺服进给系统,18,直线电机伺服进给,19,影响高速加工的主要因素,（4）数控系统 插补方式：非均匀B样条插补； 程序段处理时间：0.54 ms 前瞻功能：机械、液压动作提前准备；分析刀具前方图形的几何特点,20,影响