高速加工技术PPT课件

。1.高速和超高速加工技术(4h)。作为21世纪影响深远的先进制造技术之一，高速加工技术的应用和发展已有十多年的历史。一般来说，当切削速度和进给速度比常规值高5-10倍时，称为高速加工。由于高速加工的高切削速度和银的进给速度，切削效率比传统加工高5-10倍，高速加工的切削机构比传统加工更具优势，因此高速加工技术已广泛应用于航空航天工业、汽车工业、摩托车工业和模具工业。2，1，切削参数，切削速度进给(或进给速度)fmm/r，mm/行程，mm/s，mm/齿背进给(切削深度)AP4.0，切削理论综述。3、切削速度vc切削速度vc是刀片上选定点相对于工件的主要运动速度。当主运动是旋转运动时，d是工具或工件上完成主运动的点的旋转直径(mm)；N主运动速度(r/min或r/s)。进给速度进给速度f进给每齿进给速度是刀片上选定点相对于工件进给运动的速度，单位为mm/s；进给F是工件和刀具在进给运动方向上的相对位移，用于工件或刀具主运动的每一转或每一冲程。背切量(切削深度)，4，主要内容概述，1。研究现状和发展趋势；2.优势及其原因；3.机床结构及关键技术；4.工具材料和结构；5.高速磨削技术。1切削热的产生和传递2影响切削温度的主要因素3切削温度的理论计算4切削温度对工件、刀具和切削过程的影响。7，4，切削热的产生和传递，切削中消耗的几乎所有能量都转化为热量，即切削热。工件材料的弹塑性变形和前后刀面的摩擦功，分别占50% 86%、40% 10%，周围介质占1%、9% 3%。8。切削温度对工件、刀具和切削过程的影响，以及对工件材料力学性能的影响。切削温度对工件材料的强度和硬度的影响不显著。刀具磨损的主要原因是对刀具磨损和刀具材料的影响，这将加剧刀具磨损，降低刀具耐用度。然而，较高的切削温度有利于硬质合金刀具材料的韧性。对工件本身的尺寸精度和刀杆的热膨胀的影响将导致工件的尺寸精度不能满足要求，并且还将影响加工表面的质量。影响切削温度的主要因素通常是指前刀面和切屑之间接触区域的平均温度。实验公式， 实验测得的切屑接触面积的平均温度()，以及的切削温度系数；10、切削用量，切削速度VC=1倍切削温度=30% 45%进给f=1倍切削温度=15% 20%反切削量AP=1倍切削温度=5% 8%，11、影响切削温度的因素，刀具磨损：磨损 f=切削温度=切削液能降低切削温度。基础理论研究，(1)问题描述：13、14，15，16，17，18、4.2技术内涵，19、当前高速加工的经济效益定位指标是：在保证拉线精度和加工质量的前提下，将正常切削速度加工的加工时间减少90%，将加工成本降低50%!20、4.3高速加工机械设备，21、22、23、高速主轴单元、24、25、26、27、28、磁性轴承、29、30、31、直线电机进给机构、32、33、34、35、4.4高速加工工具，36，37，38，39，40，影响切割质量的因素有哪些？原因是什么？高速加工技术具有共同的特点，4.5优于传统加工方法。41，42、长期以来，传统的加工方法是“重蓝屑”加工方法，其特点是切屑深度大，进给速度和转速低，低速范围内所需扭矩大，根据standa最大速度和扭矩之间的关系要求齿轮传动比大这种加工方法不可避免地给工件和机床带来很大的力负荷和热负荷。高速切削技术是一种切削深度小的“快速轻切削”方法，但切削速度可提高5-10倍。这意味着主轴轴承、刀具和工件上的切削力载荷较小，同时产生的热量大部分被切屑带走，因此工件和刀具上的热载荷较小。试验证明，随着切削速度的提高，切削过程中产生的热负荷降低，可以延长刀具的使用寿命，获得更好的表面加工质量(加工表面无“微焊接效应”)。在传统加工中，影响切削效率和加工质量的主要因素是工件材料、刀具材料和刀具几何角度、切削参数和零件几何结构。考虑到切削力、切削变形和刀具磨损对加工的影响，粗加工中使用大量刀具和大量进给来提高加工效率，精加工中使用少量刀具和少量进给来保证表面加工精度。因此，在加工大型薄壁零件、难加工材料和几何结构复杂的零件时，加工过程复杂，加工时间长。在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增加而增加，刀具磨损随着切削温度的增加而增加。当切削速度达到某一临界值时，切削温度和切削力会降低。切削温度、切削力和切削变形的降低不仅使现有刀具的超高速切削成为现实，而且大大减少了切削时间，使机床生产率提高了一倍。与传统加工相比，高速加工有其独特的优势。44岁。加工时间大大缩短。在：产品加工中，最耗时的过程是完成。对于精加工，高速加工比普通加工快4倍以上，而普通数控机床在精加工时的进给速度通常为316米/分钟，而高速机床的精度通常为60米/分钟，比普通加工高5-10倍。对于粗加工和高速加工，采用很小的切削深度，但时间范围内的切削量比普通数控机床快几倍。这意味着一台用于高速加工的高速机床可以代替几台普通的数控机床。(2)减少切割振动。振动是影响加工精度的因素之一。振动会恶化表面粗糙度，加速刀具磨损并缩短机床寿命。高速加工时切削力减小，切削力是切削系统振动的主要激励源。高转速使切削系统的激励频率远离机床的固有频率，切削平稳，振动小，加工表面质量高。(3)切削温度和切削力的降低使高速切削能够加工硬度为45-65HRC的工件材料和难加工材料。同时，可以采用干式切削，避免使用切削液，有利于环保和降低成本。(4)切削力的减小，尤其是径向切削力的减小，大大减小了夹紧力，因此零件的内应力和变形都很小。加工过程中切削温度的降低也减少了热变形，因此对薄壁薄壁件的加工特别有利。(5)高速加工中切削力的减小不需要高刚性的刀具。因此，小直径刀具、小切削深度、小切削宽度和快速多道次切削可用于提高高速加工的效率，而传统加工通常采用大直径刀具、大切削深度和大切削宽度。(6)高速加工可以明显缩短加工时间和交货时间。在相同的生产能力和较少的机床的情况下，可以节省投资成本，同时减少车间的占地面积和工人数量。应用高速加工技术的主要原因是它有许多优点。高速加工的应用主要包括：模具制造、飞机制造、光学和pr这些因素包括：刀具技术、编程、数控和电机以及机器本身的设计。3.1、刀具技术(1)刀具材料；(2)工具结构；(3)机床、刀具(刀架/刀柄)、工件(工件夹具)等整个系统的刚度。对工具的使用寿命和所能达到的表面处理质量有重大影响；(4)刀具长度和加工方向对加工表面质量也有很大影响。55，3.2编程编程编程分为模型建立(CAD)和所需的制造过程(CAM)即刀具和加工策略的制定。高速数控系统成功应用的关键是计算机辅助设计/计算机辅助制造中使用的程序设计器应该能够自动调整机床到最佳加工模式。3.3数控和电机现代数控控制器可以提高速度、精度和表面加工质量，其主要特点是： (1)程序加工时间为0.5毫秒；(2)内存达到1.5GB以上；(3)可以是螺旋线、NURBS抛物线、双曲线)插补；(4)前瞻功能可达100多个程序段，特别是在五轴机床上，具有刀具长度和加工几何尺寸的自动补偿功能；具有刀库管理功能(TCPM)；振动限制和补偿；可以实现100兆的快速接口(以太网)速度。对控制器模块的要求是：程序段，具有短周期时间、预见功能和阻尼装置、优秀的进给控制系统、标准接口和数据处理网络。(1)程序段的周期时间短。对于3D几何元素，为了获得最佳的表面处理质量，轮廓被细分成大量微小的增量，这将不可避免地导致程序运行很长时间，因此需要快速的程序模块执行功能。例如，如果程序段的处理时间为4毫秒，并且切割长度为0.5毫米的线性轮廓，进给速度可以达到7500毫米/分钟。(2)前瞻性功能。通常，分割单元的长度不同，曲率半径也不同，因此需要改变进给速度以适应不同的曲率半径。为了提前确认方向的变化，有必要预测(向前看)工件的几何形状。因此，数控主轴可以减速或加速，以保持最小的轮廓误差和最经济的加工时间。(3)阻尼装置。在加速度变化过程中，为了保证加工轮廓的精度，使用“平振装置”可以避免可能的振动，这是现代数控的另一个特点。(4)进料控制系统。为了满足高速数控机床的动态要求，只能用数字电机代替模拟电机。与旧的模拟电机相比，数字电机的主要优点是可控快速进给率更高，控制精度和速度更高，补偿和漂移范围更大，交流故障诊断的安全性更高，Kv因数更高，更容易安装在机床上。机床的高速切削要求机床床身快速运动，因此不充分考虑机床本身的设计，数控系统的高性能就不能转化为高质量的切削性能和可靠的运行。首先是定位精度的问题。高速加工要求数控系统快速处理大量数据，以确保快速进给和机床的加速和减速性能，但所有这些都不能以失去定位精度为代价。仅仅实现数控系统对数据的快速处理是不够的。机床必须承受巨大的载荷才能进行精确的三维甚至五维运动。机床进行插补运动时，三个甚至五个伺服电机同时驱动滚珠丝杠或齿条，将旋转运动转化为直线运动。电机必须有足够的功率来克服机械运动阻力、切削力和工件重量。(5)接口和数据处理网络。对于加工三维几何图形的高速数控机床的数控控制器来说，采用串行接口(如RS232)需要相当长的时间，因为数据量通常是几兆字节。特别是在连续负载模式下，太慢的传输速度也会对主轴转速产生负面影响。因此，所有最新的控制器必须能够通过“以太网”网络直接传输程序。高速切削