数控高速加工简介

附件1：

高速数控加工技术简介

先进数控加工技术是现代国防工业武器装备研制和生产中的重要支撑技术。为了解决我国武器装备生产能力严重不足的问题，国家投入了数以百亿计的资金购买了大量的先进数控加工设备。目前，许多国防企业拥有的先进数控设备的数量已经达到或超过国外同类企业的数控设备的保有量，但生产能力严重不足的局面并未得到根本改变。其主要原因主要在于，在引进先进数控设备的同时，并没有引进先进的数控加工工艺技术，使得在采用同样的数控机床和刀具的情况下，我国企业的数控加工效率经常只能达到国际先进水平的1/10～1/4，产品的加工质量也得不到有效的控制和保证。生产成本高、生产效率低已经成为军工制造业发展进程中的瓶颈问题。

为了提高国防企业的数控加工效率，实现从“技术改造”到“改造技术”的跨越，落实国防工业“强化基础、提高能力、军民结合、跨越发展”的指导方针和建立资源节约和环境友好社会的重大战略思想，在国防科工委的大力支持下，“十五”期间北京航空航天大学机械工程及自动化学院作为技术依托单位，承担了国防基础科研项目“基于切削过程仿真的数控加工工艺优化技术应用研究”。经过为期三年卓有成效的研究，项目研究工作取得了显著的成果。所开发的数控切削参数及工艺优化技术与工具以及优化型数控切削参数数据库对于提高军工行业数控加工技术能力和应用水平，促进军工行业整体制造水平的提升，具有重要的理论意义和实用价值。

应用方法与结果：

以某集团公司一飞机制造厂为例，该企业在应用了有关技术后，

加工效率明显提高——其中薄壁构件的加工效率提高了25%以上，刚性构件和支架类零件的加工效率提高40%以上。

产品质量显著改善——通过参数优化，以前加工中存在的缺陷得到了很好的解决，产品合格率提高近了20%以上。过去因零件薄壁处颤刀纹而造成壁厚超差的工件的产品合格率仅为50%，通过工艺参数优化，颤刀问题得到了解决，产品合格率达到90%以上。

整体加工能力提升——在原有设备和人力的前提下，某项目的生产能力从年产5架机提升至8架机以上的生产能力，产品合格率也从过去的70%提升至90%以上。

北京航空航天大学机械工程及自动化学院介绍

机械工程及自动化学院是北京航空航天大学规模最大的院系之一，学院下设六个系和两个研究所，有教职员工150余人，其中中国工程院院士1人、教授43人（包括博士生导师32

人），教师队伍中50%拥有博士学位。

学院在产品数字化设计制造、现代机构学理论、先进机器人技术、摩擦润滑与新型传动技术、板料先进成形理论及工艺设备、制造系统及其制造自动化、先进数控与伺服系统、先进制造工艺与设备、工业内视与检测、工业现场总线与工业控制系统、焊接过程自动化等研究领域，开展了大量的创新性研究和工程应用工作，提出了多项新理论、新方法，突破了一批关键技术，形成了独特的学科优势，共获得过各类国家级奖12项、部级一等奖、二等奖共25项。近五年来承担大量的国家自然基金项目、国家“863”计划和国防基础科研、国家攻关等项目，科研经费增长显著，年均到款达到3800余万元。

学院已建有机器人及机构学实验室、设计自动化实验室两个国家专业实验室、国家科委“863”柔性制造系统实验室、北京市数字化设计制造重点实验室和一批技术基础和专业实验室。在国家“211工程”一期建设中，以航空航天先进设计制造技术为核心，建设了数字化设计制造研究中心、先进加工技术研究中心、板料先进成形技术研究中心、先进机器人技术研究中心、CAD教学实验中心和机械设计教学实验中心等六个研究和教学实验中心。“十五”期间，学院在“先进制造技术”、“机械学科基础建设”和“机械制造及其自动化”和“航空宇航制造工程”等学科群(方向)进行重点建设。

机械学院以过去几十年多个学科和专业建设积累及众多成果为基础，形成了具有航空航天特色的现代设计和先进制造与自动化技术的学科特点与优势。

试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究

论文关键词：高速切削关键技术应用研究

论文摘要：本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,分析了高速加工的优点和应用领域，总结了发展数控高速切削加工需要的关键技术和研究方向。数控高速切削技术(High Speed Machining,HSM，或High Speed Cutting,HSC)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。 1、数控高速切削加工的含义

高速切削理论由德国物理学家Carl.J.Salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。

关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积DN定义，如果DN值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。另外，从生产实际考虑，高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速，还包含工艺过程的集