高速加工在先进制造技术中的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高速加工在,先进,制造,技术,中的应用,心路历程,2024/10/15,1,OA-0001,要点概,述,述：,介绍高,速,速加工,的,的基本,概,概念的,基,基础上,，,，分析,了,了高速,加,加工技,术,术在模,具,具制造,中,中的应,用,用前景,总结,了,了面向,高,高速加,工,工的数,控,控编程,基,基本原,则,则和高,速,速加工,技,技术对,数,数控编,程,程系统,的,的要求,介绍了,现,现有数,控,控编程,软,软件中,采,采用的,面,面向高,速,速加工,的,的工艺,措,措施2020-02-11,2,关键词：,高速加,工,工,模,模具制,造,造,数控机,床,床数控编,程,程,2020-02-11,3,引言,世,纪,纪,年,年代，,德,德国科,学,学家Salomon,通,通过对,不,不同材,料,料进行,切,切削试,验,验，发,现,现了一,个,个有趣,的,的现象,：,：随着,切,切削速,度,度的增,加,加，切,削,削温度,随,随之增,加,加，单,位,位切削,力,力也随,之,之增加,，,，而当,切,切削速,度,度增加,到,到一定,临,临界值,时,时，如,再,再增加,，,，切削,温,温度和,切,切削力,反,反而急,剧,剧下降,。

由此,，,，提出,了,了高速,加,加工的,概,概念，,所,所谓高,速,速加工,就,就是指,切,切削速,度,度高于,临,临界速,度,度的切,削,削加工,对不,同,同的切,削,削材料,和,和不同,的,的切削,方,方式来,说,说，高,速,速切削,定,定义的,切,切削速,度,度的范,围,围也不,同,同，对,于,于铣削,铝,铝、镁,合,合金，,切,切削速,度,度大于1000,可,称,称为高,速,速加工,，,，而对,于,于加工,铸,铸铁或,钢,钢，切,削,削速度,大,大于300,就,可,可以称,为,为高速,加,加工了,随着,技,技术的,发,发展，,高,高速加,工,工的概,念,念也在,不,不断变,化,化一,般,般而言,，,，高速,铣,铣削除,了,了具有,高,高的切,削,削速度,和,和主轴,转,转速外,，,，还应,具,具有高,的,的进给,速,速度如,如一般,精,精铣加,工,工可达,到,到500015000,快,快速进,给,给可达,到,到2000050000,2020-02-11,4,与常规,切,切削加,工,工相比,，,，高速,加,加工有,如,如下一,些,些优点,：,：,a、由于采,用,用高的,切,切削速,度,度和高,的,的进给,速,速度，,高,高速加,工,工能在,单,单位时,间,间内切,除,除更多,的,的金属,材,材料，,因,因而切,削,削效率,高,高；,b、在高速,加,加工的,时,时候，,可,可以采,用,用较少,的,的步距,，,，达到,提,提高零,件,件表面,质,质量的,目,目的，,采,采用高,速,速加工,技,技术，,可,可以使,得,得零件,表,表面达,到,到磨削,的,的效果,；,；,c、由于高,速,速加工,时,时切削,力,力大大,降,降低、,大,大部分,切,切削热,被,被切屑,带,带走，,因,因而工,件,件的变,形,形大大,减,减少；,d、高的切,削,削速度,意,意味着,高,高的主,轴,轴转速,，,，机床,运,运转激,励,励的振,动,动频率,能,能大大,高,高于工,艺,艺系统,的,的固有,频,频率，,因,因而使,机,机床和,工,工艺系,统,统的振,动,动小，,工,工作平,稳,稳，这,也,也有利,于,于提高,被,被加工,零,零件的,精,精度和,表,表面质,量,量；,e、由于高,速,速加工,时,时，切,削,削温度,较,较低，,单,单位切,削,削力较,小,小，机床主,轴,轴高转,速,速因而刀,具,具的耐,用,用度能,得,得到提,高,高。

f、为了适,应,应高速,加,加工的,要,要求，,先,先进的,刀,刀具制,造,造技术,也,也不断,涌,涌现，,像,像双渡,涂,涂层高,强,强度硬,质,质合金,刀,刀具、,聚,聚晶立,方,方氮化,硼,硼和聚,晶,晶金刚,石,石刀具,的,的大量,使,使用，,极,极大地,促,促进了,切,切削加,工,工及先,进,进制造,技,技术的,发,发展2020-02-11,5,根据高,速,速加工,技,技术的,特,特点，,高,高速加,工,工技术,应,应用于,模,模具制,造,造业中,主,主要有,如,如下一,些,些优点,：,：,减少,加,加工工,序,序，粗,加,加工后,，,，直接,精,精加工,，,，不需,要,要半精,加,加工，,体,体现了,工,工序集,中,中的原,则,则；,表面,质,质量提,高,高，减,少,少或不,需,需要打,磨,磨；,精度,提,提高，,减,减少试,模,模工作,量,量；,可以,使,使用小,刀,刀具加,工,工模具,细,细节，,比,比如是1mm,的,的倒角,这,这样极,大,大的减,少,少了电,极,极制作,和,和电加,工,工工序,；,；,可以,在,在高精,度,度、大,进,进给的,方,方式完,成,成淬火,钢,钢的精,加,加工，,且,且达到,很,很高的,模,模具表,面,面质量,，,，因而,可,可以减,少,少传统,加,加工因,精,精加工,后,后再淬,火,火引起,模,模具变,形,形。

2020-02-11,6,为了,适,适应高,速,速加工,的,的要求,，,，先进,的,的刀具,制,制造技,术,术也不,断,断涌现,，,，像双渡,涂,涂层高,强,强度硬,质,质合金,刀,刀具、,聚,聚晶立,方,方氮化,硼,硼和聚,晶,晶金刚,石,石刀具,的,的大量,使,使用，,极,极大地,促,促进了,切,切削加,工,工及先,进,进制造,技,技术的,发,发展数控,机,机床具,有,有高刚,性,性、高,强,强度、,高,高精度,、,、高负,荷,荷平稳,加,加工的,特,特点以,及,及切削,加,加工工,艺,艺的改,进,进，顺,应,应当今,绿,绿色加,工,工环保,的,的要求,，,，以铣,代,代磨、,硬,硬态加,工,工、高,速,速重切,削,削、高,速,速干式,切,切削都,得,得到了,大,大量的,应,应用，,极,极大提,高,高了生,产,产效率,2020-02-11,7,高速加,工,工首先,在,在航空,航,航天、,模,模具汽,车,车制造,领,领域得,到,到应用：,高速加,工,工带来,的,的优势,有,有：,传统,非,非常难,以,以加工,薄,薄壁零,件,件、柔,性,性材料,零,零件的,加,加工，,可,可以利,用,用高速,加,加工的,切,切削力,小,小、切,削,削温度,低,低的优,点,点，利,用,用高速,加,加工技,术,术进行,加,加工。

高速,加,加工的,切,切削力,小,小、切,削,削效率,高,高，可,以,以采用,长,长径比,很,很大的,刀,刀具进,行,行加工,，,，因而,传,传统的,必,必须设,计,计为组,合,合件的,一,一些零,件,件可以,设,设计为,整,整体件,了,了如,蜂,蜂窝零,件,件、飞,机,机的整,体,体框梁,等,等由,于,于当时,高,高速加,工,工属于,尖,尖端的,加,加工技,术,术，并,且,且主要,应,应用于,航,航空航,天,天等国,防,防制造,领,领域，,因,因而发,达,达国家,对,对高速,加,加工机,床,床的出,口,口实行,管,管制政,策,策随,着,着技术,的,的进步,，,，高速,加,加工技,术,术不断,成,成熟，,高,高速加,工,工机床,的,的成本,也,也不断,下,下降，,使,使得高,速,速加工,技,技术已,具,具有向,民,民用制,造,造业转,移,移的可,能,能性，,高,高速加,工,工技术,在,在模具,制,制造行,业,业有广,阔,阔的应,用,用前景,2020-02-11,8,高速加,工,工技术,主,主要涉,及,及机床,、,、刀具,、,、和高,速,速加工,数,数控编,程,程个,方,方面目,目前，,高,高速加,工,工数控,机,机床和,刀,刀具技,术,术广泛,应,应用，,为,为实现,高,高速加,工,工技术,提,提高工,效,效奠定,了,了基础,。

2020-02-11,9,高速加,工,工机床,实施高,速,速加工,技,技术，,首,首先应,有,有高速,加,加工机,床,床高,速,速加工,机,机床具,有,有不同,于,于传统,数,数控机,床,床的特,点,点：,（）,高,高速加,工,工机床,的,的主轴,部,部件，,要,要求采,用,用耐高,温,温、高,速,速、能,承,承受大,的,的负荷,的,的轴承,，,，同时,主,主轴动,平,平衡性,能,能好，,有,有良好,的,的热稳,定,定性，,能,能够传,递,递足够,的,的力距,和,和功率,且,且能承,受,受高的,离,离心力,主轴,的,的刚性,好,好、有,恒,恒定的,力,力矩带,带有检,测,测过热,装,装置和,冷,冷却装,置,置高,高速加,工,工机床,的,的进给,系,系统一,般,般采用,直,直线电,机,机驱动,，,，能够,实,实现高,的,的进给,速,速度，,达,达到大,的,的加速,度,度高,高速加,工,工机床,采,采用高,性,性能的,数,数控系,统,统，克,服,服传统,数,数控机,床,床的运,算,算速度,低,低和伺,服,服滞后,等,等缺陷,，,，从而,能,能实现,高,高精密,伺,伺服控,制,制、高,速,速数控,运,运算和,全,全公差,控,控制功,能,能。

高,高速加,工,工的机,床,床结构,一,一般通,过,过优化,设,设计采,用,用较轻,的,的移动,部,部件，,如,如高平,稳,稳的静,压,压励磁,导,导轨从,而,而能获,得,得高的,加,加速度,特,特征2020-02-11,10,（）,为,为了能,获,获得高,的,的静态,和,和动态,刚,刚度，,适,适应高,速,速旋转,的,的需要,，,，高速,加,加工机,床,床对刀,具,具有严,格,格的要,求,求，尤,其,其是对,主,主轴于,刀,刀柄的,联,联结有,特,特殊的,要,要求，,广,广泛使,用,用的,刀,具,具一般,使,使用：的,小,小锥度,，,，而不,使,使用传,统,统的大,锥,锥度刀,柄,柄高,高速加,工,工具有,数,数控代,码,码预览,功,功能，,即,即高速,加,加工机,床,床的数,控,控系统,在,在进行,切,切削加,工,工的过,程,程中，,其,其读取,的,的加工,代,代码可,以,以有一,定,定量的,超,超前，,以,以便于,机,机床调,整,整进给,速,速度以,适,适应刀,具,具轨迹,变,变化的,需,需要高,高速加,工,工的机,床,床一定,是,是采用,双,双闭环,控,控制系,统,统，实,现,现传动,位,位置（0.00005）精,确,确控制,，,，从而,减,减少开,机,机的预,热,热时间,，,，在西,门,门子机,床,床上可,以,以不用,找,找原点,给,给操作,带,带来了,方,方便。

2020-02-11,11,高速加,工,工数控,编,编程基,本,本原则,高速加,工,工对加,工,工工艺,走,走刀方,式,式有着,特,特殊的,要,要求，,高,高速加,工,工的数,控,控编程,是,是一项,非,非常复,杂,杂的技,术,术，,代码,的,的编程,员,员必须,了,了解高,速,速加工,的,的工艺,过,过程，,再,再编制,数,数控加,工,工程序,时,时，将,这,这些加,工,工工艺,考,考虑进,去,去，一,般,般来说,，,，在利,用,用高速,加,加工技,术,术进行,模,模具加,工,工时，,应,应注意,如,如下一,些,些原则,：,：,（）,高,高速加,工,工时，,由,由于进,给,给速度,和,和切削,速,速度很,高,高，应,当,当避免,刀,刀具突,然,然切入,和,和切出,工,工件，,避,避免切,削,削力的,突,突然变,化,化减少,冲,冲击因,因而，,编,编程者,应,应当能,够,够充分,预,预见刀,具,具是如,何,何切入,工,工件，,如,如何切,出,出工件,，,，尽量,采,采用平,稳,稳的切,入,入切出,方,方式，,下,下刀或,行,行间、,层,层间的。