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河南机电高等专科学校 先进制造技术课程论文 高速加工技术必威体育精装版进展综述 系 部： 机 械 工 程 系 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机 制 121 学生姓名： 李 朝 龙 学 号： 120114119 指导教师： 安 林 超 2014年 10 月 25 日 【摘要】：近年来,高速高效加工迅速发展,高效、高质量、低能耗的特点使其成为航空航天、模具和汽车等行业广泛应用研究的先进制造技术。高速高效加工理论与技术包括加工机理、加工机床、刀具磨具三个方面,本文主要介绍从高速高效加工中的高速切削角度出发,对加工机床及刀具进行详细的论述,并对高速切削的未来发展方向进行了相应探索。由于高速切削加工具有较高的生产效率，减少切削力，提高加工精度和表面质量，降低生产成本并且可加工高硬材料等许多优点，已在航空、汽车、磨具等制造业中广泛应用，取得了重大的经济效益，对提高切削加工技术的水平，推动机械制造技术的进步具有深远的意义。 一、高速加工的技术优势 高速切削加工的突出优越性主要表现在一下几点： （1）随着切削速度的提高，单位时间内材料切除率（切削速度、进给量和切削深度的乘积，ν×∮×ap）增加，切削加工时间减少，大幅度提高加工效率，降低加工成本。 （2）高速切削加工范围，随切削速度提高，切削力随之减小，根据切削速度提高的幅度，切削力平均可减少30％以上，有利于对刚性较差和薄壁零件的切削加工。 （3）高速切削加工时，切削以很高的速度排出，带走大量的切削热，切削速度提高愈大，带走的热量愈多，大致在90％以上，传给工件的。热量大幅度减少，有利于减少加工零件的内应力和热变形，提高加工精度。 （4）从动力学角度，高速切削加工过程中，随切削速度的提高，切削力降低，而切削力正是切削过程中产生振动的主要激励源；转速的提高，使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的加工表面粗糙度对低阶固有频率最敏感，因此，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度。 （5）高速切削可加工硬度HRC（45～65）的淬硬铁件，如高速切削加工淬硬后的模具，可减少甚至取代电加工和磨削加工，满足加工质量的要求。 （6）加工环境友好 在一些特种加工（如模具制造）中，型面加工多采用电加工。由于电加工会产生一些有害气体和烟雾，生产效率也不高，这同目前低能耗、与环境相协调的绿色加工的发展方向不一致，所以用高速铣削加工来代替特种加工是模具制造业的一个发展方向。高速加工可以获得较好的表面质量（表面粗糙度值Ra可达到0.4μm），这不仅可省去电火花加工后的磨削、抛光等工序，而且，在工件表面上可形成压应力，提高磨具的寿命。 　　二、数控高速加工的发展现状 高速切削加工技术经过半个多世纪的理论和应用研究与探索，人们清除地认识到它在制造业的市场竞争日益激烈中的巨大潜力。 1993年伴随着高速切削刀具的材料、结构和可靠的刀具与主轴连接的刀柄的出现与使用，标志着高速切削加工技术已经从理论研究方面进去工业应用阶段。高速切削加工技术的发展促进了机床高速化，大大推动了现代数控加工技术的发展。直到2001年北京时间国际机床展览会（CIMT2001）上机床最高主轴转速从上届（1999年）（8000～12000）r/min现在加工中心主轴转速普遍提高到（15000～30000）r/min。最快转速为（30～60）m/min换刀时间为（3～5）S。齿轮机床的主轴最高转速已经提高到（9000～12000）r/min。目前已经有主轴最高转速达150000r/min，快速进给达120m/min，换刀时间为（0.7～1.5）S的不同的加工中心。 高速切削刀具技术发展也很快，主要是金刚石（PCD）、立方氮化硼（CBN）、陶瓷刀具、碳（氮）化肽TiC（N）基硬质合金（金属陶瓷）、涂层刀具和超精细晶粒硬质合金刀具的品种增加、性能的很大提高，许多适应高速切削刀具的结构不断出现，促进高速加工技术的进步和应用。例如，意大利SU公司的TiCN涂硬质合金滚刀加工模数为1.5倍的钢齿轮，使用水基切削液，粗滚速度达280m/min，精滚为600m/min。目前生产中高速切削加工技术水平大体情况是：粗精加工铝合金的切削速度为（1000～4000）m/min，最高速度为（5000～7500）m/min，主要受限于机床主轴最高转速和功率。铸铁可高速精和半精加工，速度为（500～1500）m/min，精铣铸铁最高可达2000m/min，钢可用（300～800）m/min的速度高速加工，淬硬钢（HRC（45～65））高速精加工，切削速度为（100～500）m/mi