高速切削加工

1、高速切削加工（許貝沈陽理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院沈陽110159）摘要：高速加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在航天、汽車、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。本文介紹了高速切削加工技術(shù)的發(fā)展前景與發(fā)展?fàn)顩r以及模具高速銑削加工技術(shù)與傳統(tǒng)銑削加工技術(shù)的比較，而且還點(diǎn)明了高速切削加工的數(shù)控系統(tǒng)原理。關(guān)鍵詞：高速切削加工技術(shù)磨

2、具高速銑削加工傳統(tǒng)銑削加工數(shù)控系統(tǒng)HighSpeedMachining【Auth】：XubeiShenyanguniversityoftechnologyinstituteofmachineryShenyang110159【Abstract】：HighspeedmachiningisanewtechnologyfthetwentyfirstCentury.Itiswithhighefficiencyhighprecisionhighsu

3、rfacequalityasabasicfeatureintheaerospaceautomotivemoldmanufacturingoptoelectronicengineeringinstrumentationindustriesgetmemeextensiveapplicationhavemadesignificanttechnicaleconomicbenefitsisthecontemparyadvancedmanufact

4、uringtechnologyanimptantcomponentof.Thispaperintroducesthedevelopmentofhighspeedmachiningtechnologyprospectdevelopmentconditionaswellasthemoldhighspeedmillingprocessingtechnologytraditionalmillingtechnologycomparisonbuta

5、lsopointoutthehighspeedmachiningCNCsystemprinciple.【Keywds】：HighspeedmachiningtechnologyToolinhighspeedmillingConventionalmillingprocessingCNCsystem1.1.高速切削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用高速切削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)朝著高速、低消耗、優(yōu)質(zhì)和高精度的方向邁進(jìn)。高速加工與精密

6、加工、高能束加工、柔性自動化加工一起，構(gòu)成了當(dāng)今機(jī)械制造中的四大先進(jìn)制造技術(shù)。高速切削是當(dāng)今世界制造業(yè)中一項(xiàng)快速發(fā)展的高新技術(shù)。高速加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在航天、汽車、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。（1）能獲得較高的加工精度。（2）能獲得較高的加工表面完整性。（3）加工能耗低、節(jié)省制造資源。（

7、4）能有效抑制切削震動影響，降低加工表面粗糙度。（5）能加工各種難加工的材料。對硬質(zhì)材料表面加工代替電火花加工（6）降低生產(chǎn)成本。2高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景高速銑削作為高效切削加工的新方法，在模具制造中得到了廣泛應(yīng)用。在常規(guī)生產(chǎn)連桿鍛模時，用電火花加工型腔需12～15h，電極制作2h。改用高速銑削后，采用高速立銑刀對硬度HRC60的淬硬工具鋼進(jìn)行加工。整個鍛模加工只需3h20min，工效提高

8、4～5倍，加工表面粗糙加速度情況下提高機(jī)床的剛度就顯得尤為重要。對于多軸聯(lián)動的高速加工中心、回轉(zhuǎn)工作臺和叉形主軸的擺動和回轉(zhuǎn)是通過轉(zhuǎn)矩電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，它就和直線電機(jī)一樣采用了直接驅(qū)動的方式來實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速和高加速度，其能達(dá)到的角加速度是傳統(tǒng)蝸輪蝸桿傳動的6倍，加速度可達(dá)到3g。直線電機(jī)和轉(zhuǎn)矩電機(jī)在高速加工中心上的組合應(yīng)用為高速度、高精度和高的表面質(zhì)量加工模具提供了最佳條件。3輔助系統(tǒng)作為高速加工重要部件之一的自動換刀裝置(ATC)的高速化也相應(yīng)

9、成為高速加工中心的重要技術(shù)指標(biāo)?？焖僮詣訐Q刀技術(shù)是以減少輔助加工時間為主要目的，在盡可能短的時間內(nèi)完成刀具自動交換的技術(shù)方法，如采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)的自動換刀裝置，其速度要大大高于液壓和氣動換刀裝置。日本SODIC公司生產(chǎn)的MC450立式加工中心所采用的換刀機(jī)構(gòu)，刀一刀時間僅0.6s。同時為了提高自動換刀時間還采用了如多主軸換刀、雙主軸換刀和多機(jī)械手換刀等方式，如奧地利ANGERG公司生產(chǎn)的多主軸加工中心，實(shí)現(xiàn)了切削一切削時間僅0.4s；德

10、國CHIRON公司采用多機(jī)械手的換刀機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了切削一切削換刀時間僅1.5s。自動換刀機(jī)構(gòu)的發(fā)展有力地推動了高速加工的實(shí)現(xiàn)。C控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)高速加工必須配以高性能的CNC控制系統(tǒng)，因?yàn)樗菦Q定機(jī)床加工速度、精度和加工件表面質(zhì)量等性能的重要因素。首先在加工高精度空間曲面時，復(fù)雜的刀具軌跡需要龐大的加工程序，因此，程序段處理時間的長短是決定CNC控制系統(tǒng)工作效率的重要指標(biāo)。目前如海德漢的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)，對程序段的處理時間可達(dá)0.5ms

11、。除縮短程序處理時間外，控制系統(tǒng)還具有能以納米的分辨率進(jìn)行工作的Nurbs和樣條插補(bǔ)功能，以便在高速加工的情況下獲得高的加工精度和表面質(zhì)量。另外，其還必須能與不同廠家的CAD／CAM系統(tǒng)進(jìn)行連接，尤其對5軸聯(lián)動加工，巨大的數(shù)據(jù)程序可以通過CAD／CAM系統(tǒng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以很高的速度傳送到控制系統(tǒng)上，最大限度的縮短調(diào)整時間和編程時間。3模具高速銑削加工技術(shù)與傳統(tǒng)銑削加工模具高速銑削加工技術(shù)與傳統(tǒng)銑削加工技術(shù)的比較技術(shù)的比較普通銑削加工采用低的進(jìn)給