《超高速切削》PPT课件.ppt

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1、超高速切削超高速切削超高速加工定义超高速加工定义提出：提出：High Speed Machining(HSM)1931年德国物理学家萨罗蒙提出的；20世纪80年代应用于机床制造业。定义定义：是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备，以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。必须条件必须条件：超硬材料刀具磨具+高速运动制造设备。方法方法：提高切削速度 目的目的：提高材料切除率，加工精度和质量。超高速切削、磨削机理超高速切削、磨削机理超高速切削概念示意图 Salomon切削理论超高速切削超高速切削定义：定义：超高速切削

2、通常指切削速度超过传统切削速度510倍的切削加工。来自于1992 年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告。超高速加工的切削速度范围切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。铝及合金：1025-7500m/min;钛及合金：100-1000m/min超高速加工特点超高速加工特点材料切除率高；材料切除率高；由于主轴转速和进给速度的提高Q=ap ae n fz /1000(cm3/min)工序集中工序集中；粗精加工工序可集中在一道工序中完成。加工时间缩短,降低加工成本；切削力低切削力低；可比常规切削低30%90%,特别适合加工刚性差的工件,如航空薄壁零件。热变形小热变形小；90%以上的

3、切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走,工件积累热量极少,因而不会由于温升导致热变形,特别适合加工易热变形的零件。振动小振动小,切削平稳切削平稳；由于高转速和高进给速度,使机床的激振频率特别高,已远高于“机床 工件 刀具”系统的固有频率,使加工过程平稳、振动小,加工质量可达到磨削水平。适合于光学及各种精加工领域。高速切削可以加工各种难加工材料；加工各种难加工材料；这类材料强度大，硬度高，加工中易硬化，切削温度高，刀具易磨损应用应用 航空航天：航空航天：铝合金整体结构件的高速切削，不再铆接，省去了装配工作；薄壁件加工等 模具业：模具业：高速切削淬硬钢模具型腔，省去电加工和手工研磨等工序。刀具

4、刀具刀具：硬质合金刀具：硬质合金+涂层（涂层（TiN、TiAlN）：）：使刀具具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳特性。矿泉水瓶模的加工工艺矿泉水瓶模的加工工艺1该型腔由多个曲面组成,最小的圆弧半径仅R1.275mm,表面质量要求较高。采用球头刀加工之后有加工痕迹存在,通过手工磨光能达到所需要求传统加工工艺分析传统加工工艺分析1、球头刀精铣：精铣工序时间长，经济上不划算合理：数控铣（留0.2加工余量）-电火花加工(达到型腔的基本尺寸和形状要求)手工研磨2、防止吹塑分型面在粗加工时受损，在分型面上留有0.2mm的磨削余量。3、数控加工前，工件在普通机床上铣削6个面。数控加工前准备工作数控加工前准备

5、工作零件装夹：以压板压紧型腔方向：轴向x，坯料上表面为工件坐标系的Z0平面矿泉水瓶型腔模总加工时间矿泉水瓶型腔模总加工时间数控铣削：近6小时；数控铣削+电火花加工+手工抛光20个小时高速切削高速切削机床:YASDA YBM-640V(日本)刀具:KOBELCO(日本神钢),VC 系列及DOKOLM系列夹持:BBT40(BIG 系列)冷却方式:煤油+机油高速切削粗加工工艺路线高速切削粗加工工艺路线粗加工刀具参数卡：直径16圆鼻刀，开槽，切除大部分余量粗加工曲面加工参数卡粗加工曲面加工参数卡挖槽粗加工参数卡挖槽粗加工参数卡高速加工参数卡高速加工参数卡刀具轨迹路线图刀具轨迹路线图粗加工时间：只需粗加

6、工时间：只需12分钟分钟精加工精加工以R4mm 球刀采用等高外型精加工对型腔加工。主轴转速为15000r/min,进给速度为3500mm/min,轴向步距为0.5mm。加工时间为21 分49 秒。精加工精加工以R1mm 球刀采用平行铣削方式对形腔进行加工,主轴转速为25000r/min,进给速度为3500mm/min,径向步距为0.1mm。有关切削参数设定如图11图13,加工时间为1 小时2 分4 秒精加工精加工以R0.5mm 球刀同样用平行铣削方式对型腔进行最后加工以达到尺寸要求和表面粗糙度要求。传统方法和超高速加工对比传统方法和超高速加工对比传统方法加工时间为20小时，利用高速切削加工矿泉水瓶模总加工时间为3 小时38分14 秒。传统加工需要多种加工配合才能完成,给生产带来很多的麻烦和困难,使得生产效率低,质量难以保证。