高速加工技术--

运动方向上的相对位移量。
背吃刀量（切削深度）
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主要内容提纲
▪ 1. 研究现状与发展趋势; ▪ 2. 优越性及其原因; ▪ 3. 机床结构与关键技术; ▪ 4. 刀具材料与结构; ▪ 5. 高速磨削技术.
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2、影响切削力的因素
▪ 影响切削力的因素主要有四个方面： ▪ 工件材料、 ▪ 切削用量、 ▪ 刀具几何参数 ▪ 其它方面的因素
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直线电机进给机构
特点 •高往复速度； •高加速度；（降低非切削时间） •高定位精度； •由内装在机床的磁性运动滑块组成，实现零传动。
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§4.4 高速加工刀具
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▪ 对刀具磨损和刀具材料的影响
➢ 是刀具磨损的主要原因，它将使刀具磨损加剧，刀具 耐用度下降。但较高的切削温度，对硬质合金刀具材 料的韧性有利。
▪ 对加工件尺寸精度的影响
➢ 工件本身和刀杆受热膨胀会使工件尺寸精度达不到要 求，还会影响已加工表面质量。
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5、影响切削温度的主要因素
▪ 切削温度一般是指前刀面与切屑接触区域的 平均温度。
➢ 刀具磨损 ➢ 切削液 ➢ 刀具材料
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3、 切削热和切削温度
▪ 影响工件加工精度、已加工表面的质量、 刀具的磨损和耐用度及生产率等。
▪ 1 切削热的产生和传出 ▪ 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
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超高速磨床
广东工业大学的超高速机床
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高速主轴单元
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磁悬浮轴承
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§4.0 切削理论回顾
1、切削用量 三要素
▪ 切削速度 ▪ 进给量(或进给速度)
➢ f ——mm/r、mm/行程、mm/s、
mm/齿
▪ 背吃刀量（切削深度） aP
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▪ 切削速度vc
➢ 切削速度vc是刀刃上选定点相对于工件的主运动的速度。 ➢ 当主运动是回转运动时
高速与超高速加工技术(4h)
高速加工技术作为21世纪影响深远的先进制造技术之一， 其应用与发展已有10多年的历史，一般凡切削速度、进给速 度高于常规值5一10倍以上，称为高速加工。由于高速加工 的高切削速度和高进给速度使切削效率高于传统加工5-10倍， 且高速加工的切削机理较传统加工更具有优越性，使高速加 工技术在航空航天工业、汽车工业、摩托车工业及模具工业 中得到广泛应用。
▪ 实验公式
Cc z
f
a y x p
θ——实验测出的刀屑接触区的平均温度(℃)， Cθ——切削温度系数；
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切削用量
▪ 切削速度Vc↑一倍→切削温度↑30%～45% ▪ 进给量f↑一倍→切削温度↑15%～20% ▪ 背吃刀量aP↑一倍→切削温度↑5%～8%
Baidu Nhomakorabea
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影响切削温度的因素
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目前关于高速加工的经济效益定位指标是：在保证家伙精度和
加工质量的前提下，将通常切削速度加工的加工时间减少90%，同
时将加工费用减少50%！
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§4.3 高速加工机床与设备
超高速机床特点：高转速，高进给，高效 率，高定位精度。组 成：高速主轴加工单元＋高速进给驱动＋高速控制系统＋高速 切削刀具。
HSC技 术 是“快、轻切削”方式，切削深度较小，但是切削速度 却可以提高5-10倍。这意味着在主轴轴承、刀具和工件上的切削力 负荷较小，同时因为产生的热量大部分被切屑带走，工件和刀具上 的热负荷较小。
试验可以证明，随着切削速度的提高，切削过程中产生的热负荷减 少，这样可以延长刀具寿命，并能获得较好的表面加工质量(在加工 表面没有“微焊接效应”)。
▪ 刀具磨损:磨损→F↑→切削温度↑
▪ 切削液可降低切削温度。
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§4.1 基础理论研究
（一）问题描述：
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§4.2 技术内涵
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v d n (m/min或m/s)
1000 d——完成主运动的刀具或工件上某一点的回转直径(mm)； n——主运动的转速(r／min或r／s)。
进给速度 进给量f 每齿进给量
进进给给速量v度f是f 是工刀件刃或上刀选具定的点主相运对动于每工转件或的每进一给行运程动时的，速工度件，和单刀位具为在mm进／给s ；
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传统 加 工 中工件材料、刀具材料及刀具的几何角度、切削用量及 零件的几何结构是影响切削效率和加工质量的主要因素。考虑到切 削力、切削变形和刀具磨损对加工的影响，在粗加工时采用大吃刀 量和大进给量以提高加工效率，而在精加工时则采用小吃刀量和小 进给量以保证表面加工精度，因而在加工大型薄壁零件、难加工材 料及几何结构复杂零件时其加工工艺复杂，加工时间长。
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4、切削热的产生和传出
▪ 切削中所消耗的能量几乎 全部转换为热量，即切削 热.
▪ 来自工件材料的弹、塑性 变形和前、后刀面的摩擦 功.
50％~86％
40％~10％
9％~3％ 周围介质占1％
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切削温度对工件、刀具和切削过程的影响
▪ 对工件材料机械性能的影响
➢ 切削温度对工件材料强度、硬度的影响不大。
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§4.5 与传统加工方法相比之优势
影响切削加工质量的因素有那些?原因是什么?
高速加工语技言优术教具资有源的PP共T 性
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长期以来 ，传统的加工方式是“重蓝切屑”加工方式，它的特点是 切屑深度大，进给速度和旋转速度较低，在低速范围内需较大的扭 矩，根据标准直流电机最大速度和扭矩关系，需要较大的齿轮传动 速比。这种加工方式不可避免地给工件和机床带来较大的力负荷和 热负荷。