高速加工技术现状及发展趋势

合集下载

数控加工技术的发展趋势

数控加工技术的发展趋势随着科技的不断进步和制造业的发展，数控加工技术在工业制造中的地位日益重要。

数控加工技术以其高效、精准和灵活的特点，在各个领域得到广泛应用。

本文将探讨数控加工技术的发展趋势，并对未来的发展方向进行展望。

1. 精度提升数控加工技术在过去几十年中取得了显著进步，加工精度大幅提高。

然而，随着科技的进步，人们对产品质量要求的提高，数控加工技术的精度也需要不断提升。

未来，通过新材料的研发、新技术的应用以及控制系统的优化，数控加工技术的精度将进一步提高，满足更高层次的加工需求。

2. 复合加工传统的数控加工通常只能完成单一的加工操作，如铣削、车削等。

而复合加工则是在同一台数控机床上进行多种加工操作，如铣削、钻孔、攻丝等。

复合加工的出现将大大提高生产效率，减少设备投资和占地面积。

未来，复合加工技术将得到更广泛的应用，并在自动化生产中发挥重要作用。

3. 智能化随着人工智能技术的发展，数控加工技术也在向智能化方向发展。

智能化的数控加工设备可以通过学习和优化算法实现自主决策、自动调节和在线监测。

未来，智能化的数控加工设备将更加灵活、智能和自适应，能够根据加工任务的需求进行自动化调整，提高生产效率和产品质量。

4. 高速加工随着制造业对产品加工效率的要求越来越高，高速加工技术应运而生。

高速加工技术通过提高切削速度和进给速度，实现对工件的快速、高效加工。

未来，随着材料科学和切削工具技术的不断进步，高速加工技术将成为数控加工的重要发展方向，进一步提升加工效率。

5. 加工复杂曲面在传统的数控加工中，对于复杂曲面的加工通常需要进行多次刀具的更换和人工的干预。

而随着数控机床的发展和刀具技术的进步，加工复杂曲面将变得更加容易。

未来，数控加工技术将可以更加高效、精确地完成对复杂曲面的加工，拓宽了数控加工技术的应用领域。

综上所述，数控加工技术的发展趋势包括精度提升、复合加工、智能化、高速加工和加工复杂曲面。

这些趋势将推动数控加工技术在制造业中的应用不断拓展，提高生产效率和产品质量。

超高速加工技术

（2）汽车制造。
1
2
3
4
钻孔表面倒棱内侧倒棱铰孔
高速钻孔表面和内侧倒棱
专用机床 5轴×4工序 = 20轴（3万件/月）
刚性（零件、孔数、孔径、孔型固定不变）
高速加工中心 1台1轴1工序（3万件/月）
柔性（零件、孔数、孔径、孔型可变）
图12 汽车轮毂螺栓孔高速加工实例（日产公司）
（3）模具制造。
b）高速模具加工的过程
图14 两种模具加工过程比较
生产剃须刀的石墨电极
生产球形柄用的铜电极
图15 高速切削加工电火花加工用工具电极
（4）难加工材料领域。硬金属材料（HRC55～62），可代替磨削，精度可达IT5~IT6级，粗糙度可达0.2～1um。
（5）超精密微细切削加工领域。
粗铣整体铝板； •精铣去口； •钻680个直径为3mm的小孔。时间为32min。
在机床的主轴上，定子安装在主轴单元的壳体中，采用水冷或油冷。精度高、振动小、噪声低、结构紧凑。
高速加工技术的发展与应用
图5 HSM600U型数控五轴高速加工中心
生产厂家：瑞士Mikron 主轴转速：最高42000 rpm
主轴功率：13 KW 进给速度：最高40 m / min
定位精度：0.008 mm
重复定位精度：0.005mm
图6 HSM 系列高速五轴联动小型立式加工中心
图7 HSM800 图9 HSM400
• Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果，并积极在铝合金、钛合金、铬镍合金等难加工材料方面进行高效深磨的研究。
近年来，我国在高速、超高速加工的各关键领域 (如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面)也进行了较多的研究并有相应的研究成果。

探析数控高速加工技术综述

探析数控高速加工技术综述数控高速加工技术是一种高效的加工方法，在制造业中得到了广泛应用。

其主要优点是可以提高加工精度和效率，降低加工成本。

本文将探析数控高速加工技术的相关概念、应用、发展以及存在的问题。

一、概述数控高速加工技术是指采用数控加工设备，结合高速切削工具，进行高速、高效、高精度的自动化加工过程。

相对于传统的机械加工方法，数控高速加工技术不仅可以提高加工精度，而且可以缩短加工周期，降低成本，提高生产效率和竞争力，具有重要的应用价值和发展前景。

其主要应用于航空航天、汽车、模具、光学、医疗等领域。

二、应用数控高速加工技术的应用范围很广，主要包括以下几个方面：1.航空航天航空航天是数控高速加工技术应用的主要领域之一。

在制造飞机部件时，数控高速加工技术可以快速地完成复杂曲面的加工，提高加工精度和表面质量，保证飞机部件的质量和性能。

2.汽车制造在汽车制造行业，数控高速加工技术主要应用于汽车发动机的制造和零部件加工，以及其他大型机械设备的加工和维修。

利用数控高速加工技术，可以提高汽车发动机的工作效率和稳定性，降低噪音和污染，保证汽车的安全性和质量。

3.光学制造在光学行业，数控高速加工技术主要应用于光学元件的制造和加工。

利用数控高速加工技术，可以制造出高精度、高稳定性的光学元件，提高光学设备的精度和性能，满足不同领域的应用需求。

4.医疗制造在医疗行业，数控高速加工技术主要应用于人工骨、植入物等医疗设备的制造和加工。

利用数控高速加工技术，可以使医疗设备更加精确地适应不同的人体部位和病情，提高医疗治疗的效率和安全性。

三、发展趋势随着科技的不断发展和制造业的升级换代，数控高速加工技术也在不断地发展和完善。

未来数控高速加工技术的发展可能会朝着以下几个方向发展：1.高速切削目前数控高速加工技术的切削速度一般在500 m/min以上，但是随着材料的不断进步和加工工具的不断改进，未来数控高速加工技术的切削速度可能会更快，达到1 000 m/min以上。

我国高速加工技术现状及发展趋势

标题：我国高速加工技术现状及发展趋势在当前工业生产中，高速加工技术已成为了提高加工效率、降低成本、改善产品质量的重要手段。

我国作为全球最大的制造业大国，高速加工技术的现状和发展趋势备受关注。

本文将从深度和广度两个方面对我国高速加工技术进行全面评估，并探讨其发展趋势。

一、我国高速加工技术的现状1. 高速加工技术的定义和特点高速加工技术是指在高速度下对工件进行切削加工的一种先进加工技术，具有高效率、高精度、高表面质量、低热影响区等特点。

2. 国内高速加工技术的发展历程自20世纪80年代以来，我国的高速加工技术得到了迅猛的发展，尤其是在航空航天、汽车制造、模具制造等行业得到了广泛应用。

3. 我国高速加工技术的应用现状高速加工技术在航空航天、汽车制造、模具制造、医疗器械等领域得到了广泛应用，成为提高生产效率和产品质量的重要手段。

二、我国高速加工技术的发展趋势1. 技术创新推动高速加工技术的发展随着科技的进步和不断创新，高速加工技术将会更加高效、精密、稳定，能够满足更加复杂的加工需求。

2. 智能制造与高速加工技术的融合智能制造将成为未来高速加工技术发展的重要方向，通过智能化、自动化技术，提高生产效率和产品质量。

3. 绿色制造与高速加工技术的结合高速加工技术在减少碳排放、节能减排方面将会有更大的发展空间，应用于绿色制造领域。

4. 人工智能在高速加工技术中的应用随着人工智能技术的快速发展，其在高速加工技术中的应用将会成为新的发展趋势，将提高生产效率和产品质量。

三、总结与展望我国高速加工技术在不断发展创新的过程中，已经取得了令人瞩目的成绩，但与发达国家相比仍有一定差距。

在未来发展中，需要加大科技投入力度，加强技术研发和创新，培养更多高端技术人才，不断提升我国的高速加工技术水平，推动制造业向高质量发展。

个人观点：高速加工技术作为先进制造技术的代表，将会对我国工业生产产生深远影响。

在未来，我相信随着科技的进步和不断创新，我国的高速加工技术将不断迈向更加高效、精密、稳定的发展方向，并为我国制造业的转型升级和智能制造提供重要支撑。

超高速加工技术发展现状及趋势

件。超高速加工可获得良好的表面粗糙度，几乎可
达到磨削表面的水平，超高速铣削可实现硬切削（ＲＣ０以下）因而可用于模具的精加工，省去其Ｈ６常规的精整加工工序或节省抛光工时。在超高速加工中由于机床主轴转速很高，激励振动频率就很高，远离机床固有振动频率，因此工
了２３倍。 —
是超高速加工技术对机械制造业实现高效、
优质、低成本生产有广泛的适用性。超高速加工可大幅度提高加工效率、缩短加工时间、降低加
正是超高速加工技术特别是超高速铣削，与新一代数控机床特别是高速加工中心的开发应用紧密相关。９０年代以来，美、欧、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，集高效、精密、柔性为一体的数控机床的高效特征有了新的飞跃。新一代数控机床已经从原有数控机床基型的高速型派生品种，加快高速化发展步伐，适应超高速度高效加工的新结构已用于多种产品中，高速主轴单元、高速且高加／速度的进给运动部件、高减性能数控和伺服系统以及工具系统都出现了新的
５０ｒｍｉ，进给速度６／ｎ中小型加工中心００／ｎｍｍｉ；
二、超高速加工技术的重要性

高速加工技术

Salomon博士的理论：切削速度对切削温度的影响
1600
切削温度/℃
钢 1200
青铜
铸铁硬质合金980℃
Stelite合金850℃
800
高速钢650℃ 碳素工具钢450℃
400 软铝
非铁金属
切削不切削适应区适应区
0
600 切削适应区
1200
1800
2400 切削速度v/(m/min)
3000
高速加工的真正意义?——改善加工生产流程!
两种模具加工过程比较
电极制造
1毛坯 → 2粗铣 → 3半精铣 → 4热处理 →5电火花加工→6精铣 →7手工磨修
a）传统模具加工的过程
1硬化毛坯→ 2粗铣
→ 3半精铣 → 4精铣 →5手工磨修
b）高速模具加工的过程
高速加工的发展史
高速切削的创始人：德国博士Dr. Carl J. Salomon 德国专利号： 523594 27/4/1931高速铣削 1931年，Dr. Salomon利用已加装锯齿的大直径旋转飞轮在一定范围内作模拟高速切削实验温度和切削速度成正比，速度进一步提高，温度会升到顶峰然后回落根据温度死谷理论，在死谷区域是不可能进行切削资料在第二次世界大战中散失
高速加工机床－高速电主轴
主轴功率与最高转速的现况和高速切削的期望
ADOC－平均切削深度mm；d－刀具直径mm
不同轴承结构主轴加工淬火钢的表面粗糙度
主轴轴承类型及加工方式
工件表面粗糙度Ra/μm
车削、铣削静压轴承磨削
＜0.1
0.05～0.1
车削、铣削
滚珠轴承磨削
0.1～0.3
0.1～0.2

高速加工的发展趋势

高速加工的发展趋势
高速加工技术的发展趋势主要包括以下几个方面：
1. 高速切削工艺：随着材料科学和刀具技术的不断进步，高速切削工艺的应用正在不断扩大。

高速切削工艺能够增加切削切削速度和加工效率，减少切削力和切削热量，提高切削质量和表面光洁度。

2. 高速加工中心的发展：高速加工中心是高速加工的核心设备。

未来，高速加工中心将越来越智能化，加工速度和精度将得到进一步提高。

同时，高速加工中心将根据不同的加工要求，提供更加灵活的刀具和夹具系统，以满足不同加工任务的需求。

3. 多轴加工技术的应用：多轴加工技术可以同时进行多个方向上的切削，使得曲面加工更加容易和精确。

未来，多轴加工技术将广泛应用于高速加工领域，提高加工效率和加工精度。

4. 先进的刀具材料和涂层技术：刀具是高速加工的关键因素之一。

未来，刀具材料将更加耐磨耐热，刀具涂层技术将更加先进，以满足高速切削的需求。

5. 智能化制造技术的应用：高速加工将与智能化制造技术相结合，实现工艺参数的自动优化和实时监控。

未来，高速加工设备将具有自动化、智能化和可持续发展的特点，提高生产效率和产品质量。

总体来说，高速加工的发展趋势是向着高效、智能和精准的方向发展，以满足不断变化的制造需求。

高速机床的关键技术和发展趋势

高速机床的关键技术和发展趋势【摘要】高速切削是切削加工发展的主要方向之一，高速机床是实现高速切削的基础。

近年来，高速切削技术的快速发展带动了高速机床制造技术的进步，不仅体现在传统机床关键部件的重大改进，而且产生了新的机床结构以及关键零部件，把机床制造技术带入了一个新的领域。

本文具体分析研究了高速机床的关键技术和发展趋势。

【关键词】高速机床关键技术发展趋势中图分类号：tg508 文献标识码：a 文章编号：高速机床是指能够进行高速切削的机床。

目前适用于进行高速切削的加工中心和数控机床，其主轴转速一般都在10000r/min以上，有的高达60000-100000r/min，主电机功率15-80kw。

高速切削还在进一步发展中，不同加工方式和不同材料的高速切削范围也有所差别，表1给出了几种典型加工方式的高速切削范围。

表1 典型加工方式的高速加工范围高速切削要求高速机床的主轴和工作台具备极高的加速度性能，主轴从启动到最高转速（或相反）只用1-2s，工作台的加速（减速）度要达到1-10g。

如此高的加速度会对机床造成巨大的动载荷，必须提高机床的动、静刚度，因此高速机床的产生使机床从“速度设计”进入“加速度设计”的新阶段。

与常规加工相比，高速加工有许多突出的优点：单位时间的材料切除率可增加3-6倍；切削力可降低30%以上，特别有利于薄壁细长工件的高速精密加工；95%-98%的切削热被切屑带走，工件可基本保持冷态；高速加工能加工出非常光洁、精密的零件，如高速铣削和高速车削可以达到磨削的光洁度；工件表面残余应力非常小。

高速加工技术首先在美国航空航天工业中得到广泛应用，如今汽车工业和模具工业也越来越多采用高速加工。

例如用小直径立铣刀对模具型腔进行超高速铣削，因为效率高、精度高、表面光洁，故可省去后续的电加工和手工研磨等工序，大大加快了新产品的开发周期。

常用的机床关键件如钢球式机械主轴、滚珠丝杆、数控系统以及现有的设计理念已不能支撑高速机床, 由此产生了一系列的技术创新, 如高速滚珠丝杆、直线电机、电主轴、高性能数控系统、新型结构及新设计理念。

超高速加工发展状况及趋势

班级：机制2班姓名：周明学号：1208470528超高速加工发展状况及趋势随着时代发展与科学进步，各个国家关于对超高速加工技术的投资与研究使用的比例越来越高，但是各国的发展水平却依然存在很大的差距。

超高速加工到2005年基本实现工业应用，主轴最高转速达15000r/min，进给速度达40~60m/min，砂轮磨削速度达100~150m/s;超精密加工基本实现亚微米级加工，加强纳米级加工技术应用研究，达到国际九十年代初期水平。

超高速加工已经成为先进制造技术竞争的一个制高点。

超高速加工中，工件与刀具相互高速撞击，力的瞬态作用使剪切局限在一个微区域，能量在此微区的耗散使材料局部高温，可能达到熔化或接近熔化的状态。

正反馈效应使局部绝热剪切作用愈加增强。

切削速度越高，这种绝热剪切作用也越强，接近音速的超高速切削走向极端条件，带来了诸多新机理研究和对传统切削机理的突破性挑战。

机床工作在数万转/分转速下承受冲击载荷，依然达到μ级的工作精度，要求实现机床主轴系统旋转的高精度高稳定性控制以及整机动静热特性的精确设计。

冲击载荷下，主轴的高刚度、高精度要求轴承工作间隙很小，在微间隙中轴承润滑介质受到强剪切与挤压，同样达到了一种极端的工况。

超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。

超高速加工技术主要包括:超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。

超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。

超高速切削是金属切削加工技术的新发展。

在今后15年内,现代机床技术将在机床设计、结构、金属切削效率和生产率等方面有重大突破。

预计九十年代生产的机床将比七十年代生产的机床体积更小,速度更快。

它将采用强度与重量之比很高的材料(有色金属狈非金属材料)来代替钢和铸铁。

高速切削加工技术介绍

美国于 1960 年前后开始进行超高速切削试验。试验将刀具装在加农炮里，从滑台上射向工件；或将工件当作子弹射向固定的刀具。 1977 年美国在一台带有高频电主轴的加工中心上进行了高速切削试验，其主轴转速可以在 180 ～ 18000r / min 范围内无级变速，工作台的最大进给速度为 7 . 6m / min。
1979 年美国防卫技术研究总署（ DARPA ）发起了一项“先进加工研究计划”，研究切削速度比塑性波还要快的超高速切削，为快速切除金属材料提供科学依据。
在德国， 1984 年国家研究技术部组织了以 Darmstadt 工业大学的生产工程与机床研究所 PTW ）为首，包括 41 家公司参加的两项联合研究计划，全面而系统地研究了超高速切削机瓜刀具、控制系统以及相关的工艺技术，分别对各种工件材料（钢、铸铁、特殊合金、铝合金、铝镶铸造合金、铜合金和纤维增强塑料等）的超高速切削性能进行了深入的研究与试验，取得了切削热的绝大部分被切屑带走国际公认的高水平研究成果，并在德国工厂广泛应用，获得了好的经济效益。日本于 20 世纪 60 年代就着手超高速切削机理的研究。日本学者发现在超高速切削时，工件基本保持冷态，其切屑要比常规切屑热得多。日本工业界 35善于吸取各国的研究成果并及时应用到新产品开发中去，尤其在高速切削机床的研究和开发方面后来居上，现已跃居世界领先地位。进人 20 世纪 90 年代以来，以松浦（ Matsuora ）、牧野 ( Makino ）、马扎克（ Mazak ）和新泻铁（ Niigata ）等公司为代表的一批机床制造厂，陆续向市场推出不少超高速加工中心和数控铣床，日本厂商现已成为世界上超高速机床的主要提供者.
2 高速切削刀具
刀具是实现高速加工的关键技术之一。生产实践证明，阻碍切削速度提高的关键因素是刀具能否承受越来越高的切削温度在萨洛蒙高速切理研究和高速切削试验的不断深人，证明高速切削的最关键技术之一就是所用的刀具。舒尔兹教授在第一届德国 ― 法国高速切削年会（ 1997 年）上做的报告中指出：目前，在高速加工技术中有两个基本的研究发展目标，一个是高速引起的刀具寿命问题，另一个是具有高精度的高速机床．

高速加工技术

手机外壳的加工
电脑键盘的制造
平板电脑外壳的铣削
电子元器件的微细加工
06
高速加工技术的发展趋势和未来展望
高速加工技术的发展趋势
更高的切削速度：随着新材料和新工艺的不断发展高速加工技术将进一步提高切削速度提高加工效率。
智能化和自动化：随着人工智能和机器学习技术的不断发展高速加工技术将更加智能化和自动化实现加工过程的自动监控和优化。
高速加工技术采用小切削力可以减小工件变形和振动提高加工精
度。
高速加工技术可以快速切除工件材料缩短加工时
间降低成本。
高速加工技术采用先进的控制系统和刀具能够实现高精度的轨迹控制和补偿功能进一步增强加工过程的灵活性。
04
高速加工的关键技术
高速切削技术
定义：高速切削是一种在极高转速下进行的切削加工方法具有高进给速度和高切削速度的特点。
05
高速加工技术的应用案例
航空航天领域的应用案例
高速加工技术在航空航天领域的应用提高了零件的加工精度和效率。在航空发动机制造中高速加工技术能够快速去除材料提高生产效率。高速加工技术在航天器制造中得到广泛应用如卫星天线、太阳能电池板等。高速加工技术能够满足航空航天领域对高精度、高质量、高效率的加工要求。
高精度加工技术
高速切削技术：通过高转速的刀具实现高效切削提高加工精度和表面质量。
超精密切削技术：采用超硬材料和纳米级切削参数实现超精密切削提高加工精度和表面光洁度。
快速点磨削技术：通过高速旋转的磨头对工件进行快速点磨削实现高效高精度加工。
激光辅助加工技术：利用激光的高能量密度特性对工件进行快速、高精度的加工。
通过高速加工技术可以实现快速原型制造和快速模具制造缩短了产品开发周期降低了开发成本。

国内外数控技术的发展现状与趋势

国内外数控技术的发展现状与趋势一、本文概述数控技术，即数控加工编程技术，是现代制造业的核心技术之一，它涉及到计算机编程、机械设计、自动控制等多个领域。

随着科技的飞速发展，数控技术在国内外都取得了显著的进步，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等各个行业。

本文将对国内外数控技术的发展现状与趋势进行深入探讨，以期了解数控技术的最新发展动态，为相关领域的从业者提供有益的参考。

本文将回顾数控技术的起源与发展历程，从最初的简单数控系统到现在的高度智能化、网络化数控系统，阐述数控技术在国内外的发展历程和主要成就。

接着，本文将重点分析国内外数控技术的现状，包括数控系统、数控机床、数控编程软件等方面的发展情况，以及数控技术在各个行业的应用现状。

同时，本文还将探讨数控技术发展中的关键问题，如精度与效率、智能化与自动化、开放性与标准化等。

在趋势分析方面，本文将关注数控技术的前沿动态，探讨数控技术的未来发展方向。

随着、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展，数控技术将如何实现与这些技术的深度融合，提高加工精度、效率和智能化水平，将是本文关注的重点。

本文还将分析数控技术在绿色制造、智能制造等领域的应用前景，以及国内外数控技术市场竞争格局的变化趋势。

本文旨在全面梳理国内外数控技术的发展现状与趋势，为相关领域的从业者提供有价值的参考信息，推动数控技术的持续创新与发展。

二、数控技术的历史回顾数控技术，即数字控制技术，其发展历程可以追溯到20世纪40年代末。

初期的数控技术主要应用于军事工业，例如美国为了制造飞机叶片而研发的数控铣床。

随着计算机技术的飞速发展和普及，数控技术也逐步实现了电子化、信息化和智能化。

20世纪50年代，数控技术开始进入商业应用领域，主要用于机床加工和自动化生产线。

此时，数控系统多为硬件连线式，编程复杂，灵活性差。

进入60年代，随着计算机软件技术的发展，数控系统开始采用软件编程，大大提高了编程的灵活性和效率。

超高速加工技术的现状及发展趋势

超⾼速加⼯技术的现状及发展趋势超⾼速加⼯技术的现状及发展趋势俗话说的好，“只要功夫深，铁杵磨成针”，这要是在遥远的古代社会也许是不折不扣的真理，但是在这个科技发展⽇新⽉异经济社会⾼度发达的⽂明社会，这就是⼀个谬误了。

特别是在机械加⼯⽅⾯更是⼤⼤的谬误了。

在这个时间就是⾦钱效益就是⽣命的机械制造⾏业⾥，谁掌握了技术谁就掌握了主动，谁提⾼了效率谁就站在了队伍的前列……超⾼速加⼯技术----⽆疑就是今后机械制造业发展的趋势之⼀.⾼速切削的概念与⾼速切削技术超⾼速加⼯技术是指采⽤超硬材料的刃具，通过极⼤地提⾼切削速度和进给速度来提⾼材料切除率、加⼯精度和加⼯质量的现代加⼯技术。

超⾼速加⼯的切削速度范围因不同的⼯件材料、不同的切削⽅式⽽异。

⽬前，⼀般认为，超⾼速切削各种材料的切速范围为：铝合⾦已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合⾦达300m/min，钛合⾦达150~1000m/min，纤维增强塑料为2000~9000m/min。

各种切削⼯艺的切速范围为：车削700~7000m/min，铣削300~6000m/min，钻削200~1100m/min，磨削250m/s以上等等。

超⾼速加⼯技术主要包括：超⾼速切削与磨削机理研究，超⾼速主轴单元制造技术，超⾼速进给单元制造技术，超⾼速加⼯⽤⼑具与磨具制造技术，超⾼速加⼯在线⾃动检测与控制技术等。

⾼速切削是⼀项系统技术，图1显⽰了影响⾼速技术的各⽅⾯因素，企业必须根据产品的材料和结构特点，购置合适的⾼速切削机床，选择合适的切削⼑具，采⽤最佳的切削⼯艺，以达到理想的⾼速加⼯效果。

图1速机床CNC控制技术⾼速切削的应⽤由于⾼速切削机床和⼑具技术及相关技术的迅速进步，⾼速切削技术已应⽤于航空、航天、汽车、模具、机床等⾏业中，车、铣、镗、钻、拉、铰、攻丝、磨削铝合⾦、钢、铸铁、钛合⾦、镍基合⾦、铅、铜及铜合⾦、纤维增强的合成树脂等⼏乎所有传统切削能加⼯的材料，以及传统切削很难加⼯的材料。

高速高效切削加工技术的现状及发展趋势

高速高效切削加工技术的现状及发展趋势一、前言目前，我国已成为世界飞机零部件的重要转包生产国，波音、麦道、空客等世界著名飞机制造公司都在我国转包生产从尾翼、机身、舱门到发动机等各种零部件，这些飞机零部件的加工生产必须采用先进的加工装备和加工工艺。

为此，国内各飞机制造公司均进行了大规模的技术改造，引进了大量国外先进的加工装备，使我国的飞机制造业设备的数控化率越来越高。

与此同时，大量高速、高效、柔性、复合、环保的国外切削加工新技术不断涌现，使切削加工技术发生了根本的变化。

刀具在航空航天加工领域的应用技术进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新阶段。

与此形成鲜明对比的是，我国的装备制造业和以制造业为主要服务对象的传统的工具工业却无法满足航空航天工业对现代制造装备和先进加工工艺的要求。

下面结合我国航空航天工业加工技术的现状及发展趋势，着重介绍我国高效、高速切削刀具的生产应用情况，对我国工具工业的发展现状和存在的问题提出自己的看法。

二、航空航天工业加工技术的现状及发展趋势1.航空结构件材料的发展趋势及其特点①以整体件为代表的铝合金结构件为了提高零件的可靠性、降低成本和减轻重量，传统的铆接结构逐步被整体薄壁的机加工结构件所代替。

这类零件由于大部分是用整体实心铝合金材料制成的薄壁、细筋结构件，70%～95%的材料要在加工中去除掉，而高速切削产生的热量少、切削力小、零件变形小，因此提高生产效率的唯一途径是采用四轴或五轴联动机床进行高速铣削加工。

②以钛基和镍基合金零件为代表的难切削材料零件由于钛（镍）合金具有比强度高、热强度好、化学活性大等特点，目前飞机发动机重要部件采用钛基和镍基合金材料的逐渐增多。

采用高速切削后，其切削速度可提高到100m/min以上，为常规切削速度的10倍。

这类材料的加工特点是：切削力大、切削温度高、加工硬化和粘刀现象严重、刀具易磨损。

③以碳纤维复合材料零件为代表的复合材料结构件复合材料现已成为新一代飞机机体结构主要材料之一，如飞机上的大型整体成形的翼面壁板、带纵墙的整体下翼面等。

高速切削加工技术

在通用机械制造业中，高速切削加工技术广泛应用于机床、泵阀、压缩机和液压传动装置等产品的制造。
05
高速切削加工技术的发展趋势与挑战
高效稳定的高速切削技术
高效稳定的高速切削技术是未来发展的关键，需要不断提高切削速度和加工效率，同时保持加工过程的稳定性和可靠性。
高效稳定的切削技术还需要不断优化切削参数和刀具设计，以适应不同材料和加工需求的挑战。
高速切削工艺技术
切削参数选择
根据不同的加工材料和切削条件，选择合适的切削速度、进给速度和切削深度等参数，以实现高效
切削和高质量加工。
切削液使用
合理选用切削液，如乳化液、极压切削油等，以提高切削效率和工件表面质量，同时减少刀具磨
损和热量产生。
加工路径规划
采用合理的加工路径和顺序，以减少空行程和换刀次数，提高加
高效稳定的切削技术需要解决切削过程中的振动和热变形问题，提高加工精度和表面质量。
高性能刀具材料的研发
高性能刀具材料是实现高速切削的关键因素之一，需要具备高硬度、高强度、高耐磨性和良好的
抗热震性等特点。
研发新型高性能刀具材料，如超硬材料、陶瓷材料等，能够提高切削速度和加工效率，同时减少
刀具磨损和破损。
改善加工质量
01
高速切削加工技术能够减少切削力，降低切削热，从而减小了工件的热变形和残余应力，提高了加工精度和表面质量。
02
由于切削力减小，工件不易产生振动，减少了振纹和表面粗糙度，进一步提高了加工质量。
降低加工成本
高速切削加工技术能够显著提高加工效率，缩短了加工周期，从而降低了单件成本。
高速切削加工技术
目录
• 高速切削加工技术概述 • 高速切削加工技术的优势 • 高速切削加工的关键技术 • 高速切削加工的实践应用 • 高速切削加工技术的发展趋势与挑战 • 高速切削加工技术的未来展望

机械加工产业发展趋势

机械加工产业发展趋势机械加工产业发展趋势一、引言机械加工产业是制造业的重要组成部分，对于国家经济发展起到了至关重要的作用。

随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，机械加工产业也面临着一系列的挑战和机遇。

本文将分析机械加工产业的发展趋势，并提出相应的发展对策。

二、国内外机械加工产业的发展状况比较（一）国内机械加工产业的发展状况1. 产业规模扩大，但仍面临一些问题。

中国的机械加工产业得益于国家经济的快速发展，产业规模逐年扩大。

然而，与发达国家相比，中国的机械加工产业仍存在诸多问题，如科技创新能力不足、产品质量不高等。

2. 技术水平不断提升。

近年来，我国在机械加工技术方面取得了一定的突破，特别是在高速加工、精密加工等方面取得了一些成果。

（二）国外机械加工产业的发展状况1. 发达国家的机械加工产业规模较大，技术领先。

发达国家的机械加工产业规模庞大，技术水平领先于中国。

这些国家拥有世界一流的机械加工设备和技术人才，能够提供高质量的加工服务。

2. 机械加工产业正在向智能化、自动化方向发展。

发达国家的机械加工产业正在进行转型升级，越来越多的企业开始将智能化、自动化技术应用于加工生产中，提高生产效率和产品质量。

三、机械加工产业发展趋势（一）智能化是机械加工产业的大趋势智能化是当前机械加工产业发展的重要趋势。

随着人工智能技术的迅猛发展，越来越多的机械设备可以进行自主学习和智能决策，在加工生产中提高效率和减少人为误差。

例如，智能机床可以根据加工工艺自动调整参数，提高加工质量和生产效率。

（二）柔性化生产是机械加工产业的发展方向随着市场需求的不断变化，传统的批量生产模式已经无法满足市场需求。

柔性化生产是机械加工产业发展的必然趋势。

柔性化生产可以根据市场需求进行快速调整，提高生产效率和产品质量。

例如，采用CNC机床等柔性生产设备可以根据产品需求进行快速更换工作模式，实现个性化生产。

（三）绿色制造是机械加工产业的发展要求绿色制造是当前全球制造业发展的重要方向，也是机械加工产业发展的要求之一。

高速切削加工技术的现状和发展

高速切削技术发展现状一、概述机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。

50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10µm到0.1µm。

干(准)切削日益广泛应用。

随切削速度提高，切削力降低大致为25～30%以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。

数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。

它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。

因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。

金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的带动下，进入了“数控刀具”的发展阶段，显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。

显而易见，在21世纪初，尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。

从当前制造业发展的趋势中可以看到，制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。

当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的生命力，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

因此，发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。

当代的高速切削不是切削速度的少量提高，是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上，包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步，才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。

超高速加工技术

长度缩短为零。我们称这种新型的驱动与传动方式为“零传
动”。
超高速电主轴
超高速电主轴
（3）集成式电机主轴振动小，由于直接传动，因而减少了高精密齿轮等关键零件，消除了齿轮的传动误差。同时，集成式主轴也简化了机床设计中一些关键性的工作，如简化了机床外型设计，容易实现高速加工中快速换刀时的主轴定位等。这种电主轴和以前用于内圆磨床的内装式电机主轴有很大的区别，主要表现在： (1) 有很大的驱动功率和扭矩； (2) 有较宽的调速范围； (3) 有一系列监控主轴振动、轴承和电机温升等运行参数的传感器、测试控制和报警系统，以确保主轴超高速运转的可靠性与安全性。国外超高速主轴单元的发展较快，中等规格的加工中心的主轴转速已普遍达到10 000 r/min，甚至更高。
具刃磨费用等。
（二）超高速磨削加工的优越性
• • • • • 大幅度提高磨削效率磨削力小，零件加工精度高获得低粗糙度表面大幅度延长砂轮寿命，有助于实现磨削加工自动化改善加工表面完整性
四、超高速切削的相关技术
1、超高速切削的刀具技术
超高速切削的刀具材料
（1）涂层刀具材料。在刀具基体上涂覆金属化合物薄膜，以获得远高于基体的表面硬
悬浮轴承砂轮主轴，转速达到60 000 r/min。德国GMN公司的磁悬浮轴承主
轴单元的转速最高达100 000 r/min以上。此外，液体动静压混合轴承也已逐渐应用于高效磨床。。
超高速切削机床的进给系统
•
超高速切削进给系统是评价超高速机床性能的重要指标之一，不仅对提高生产率有重要意义，而且也是维持超高速切削中刀具正常工作的必要条件。超高速切削在提高主轴速度的同时必须提高进给速度，并且要求进给运动能在瞬时达到高

高速切削加工工艺的现状与优化趋势

精密、微细、绿色等方向发展。现在，高速切削加确定各表面的加工方法，根据零件的实际情况保证工技术相对趋于成熟，并开始在各制造领域显示作加工精度与表面质量，再根据最优化原则，确定最用。例如：它已经在航空航天、汽车、模具等工业短的走刀路线和最少的换刀次数，以减少加工辅助
热冲击性等优化性能要求。高速切削要求刀具结构吃刀量等参数的选择。而进给量是精加工时决定生和刀具夹紧机构具有更严格的要求，以确保生产安产率的主要因素，增大进给量将会增大加工表面的全的可靠性。可综合以下几个要点进行考虑：粗糙度数值，所以要慎重选择与协调。首先选择刀具材料：在高速切削加工系统中优主要考虑刀具的影响，考虑工件材料的加工性先选用硬质合金，甚至超细粒度硬质合金或具有涂能。在确定切削用量参数时，首先应采用尽可能大层技术等材料的高性能刀具，以提高使用的可靠性。的背吃刀量，其次选用较大的进给量，最后确定合其次选择刀具结构：根据零件的结构和尺寸选理的切削速度。择合适的刀具与其相适应，优先选用机夹式可转位总之，无论在何种加工场合，都应在保证加工结构，甚至复合结构或专用结构刀具，以减少换刀、质量的前提下，认真选择切削参数，并兼顾切削效对刀和刃磨的时间。率、经济性和加工成本。而具体数值的确定，可根最后选择刀柄结构：保证刀具能够迅速、准确据实际情况及机床说明书、切削用量手册，并结合地安装到机床主轴或刀库中去，优先选用标准化或加工经验而确定。综合协调这些参数之间的关系可系列化刀柄，并且尽可能选用短刀柄，以提高刀具实现切削用量参数的优化选择。的刚性。２２切削路径优化．般情况下，选用高耐用度、高精度和专用化切削路径的选择与优化在高速切削加工中，除的刀具，会增加刀具使用成本，但是，它却提高了了刀具材料和刀具几何参数的选择外，还要采取不零件的加工效率和加工质量，可以使整个加工成本同的切削路径才能得到较好的切削效果。大大降低。因此，在加工系统中选择合理的切削刀切削路径优化的目的是提高刀具耐用度，提高具，利用刀具自身优势来完成高速切削加工。切削效率，获得最小的加工变形，提高机床走刀利２４冷却方式优化．用率，充分发挥高速加工的优势。传统切削加工的冷却方式一般采用冷却液，这（走刀方向的优化在走刀方向的选择上，以曲１）对加工环境带来危害，不符合绿色加工的概念范畴。面平坦性为评价准则，确定不同的走刀方向选取方而高速切削加工可采用干式（干式）削技术，不准切案；对于曲率变化大的曲面以最大曲率半径方向为采用切削液或采用微量的切削液，这可以提高切屑最优进给方向，对曲率变化小的面，以单条刀轨平的回收利用率，降低切削成本、降低切削过程对环均长度最长为原则选择走刀方向。境的危害、提高切屑的回收利用率等。（）位轨迹生成按照刀位路径尽可能简化，尽２刀２５研究与展望．量走直线，路径尽量光滑的要求选择加工策略，选高速切削加工技术系统而复杂，离不开机床、择合适的插补方法，保证加工面残留高度的要求，刀具、夹具及其控制软件的配合。该工艺的许多问采用过渡圆弧的方法处理加工干涉区，样在加工时题现在并没有得到充分解决，其发展前景十分广阔。就不需要减速，提高加工效率。随着技术的日益成熟，特别是高速主轴的出现，切（）性加减速和断刀的几率。选取合适的加减３柔削速度将进一步提高。但也要追求高速切削转速和速方式，减少启动冲击，保持机床的精度，减少刀进给速度的最佳参数，简化工序，这样高速切削的具颤振。 “ 高速 ”才能充分发挥出来。刀具的磨损以及轴承技２３切削刀具优化．术将会是今后一段时间内制约高速切削发展的关键高速切削刀具是高速加工工艺系统中最活跃的因素。要素，是实现高速加工的关键技术之一。高速切削