高速切削加工

<正>概括地说,高速加工技术是指采用超硬材料的刀具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速切削加工的速度比常规加工速度几乎高出一个数量级,在切削原理上是对传统切削认识的突破。它有以下优越特征:切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序。高速切削加工目前主要用于汽车工业大批生产、难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面加工等不同领域。航空工业是高速切削加工的主要应用行业,飞机制造通     

高速切削技术和刀具材料现状与展望

概述 (1)切削加工是机械 加工中应用最广泛的加 工方法之一,零件的最 终形成仍以切、磨削为 主。切削加工的发展方 向是高速切削。 (2)高速切削技术是 先进的制造技术,它包 括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。高速切削可以大幅度提高生产效率,单位时间内材料切除率提高3倍～5倍或更高(生产中也可以切削深度a_p,进给量f和切削速度v三者的乘积最大来衡定切削加工效率,而不单纯追求高切削速度),加工表面质量可提高1～2级,加工费用可降低20％～50％。     

发展高速刀具 提高切削效率

随着科技的进步,各种先进的加工方法不断涌现,但以刀具去除材料的切削加工方法仍然在制造业中占据主导地位,是应用最为广泛的制造手段。21世纪以后,先进制造技术的主流趋势将是高效、精密和环保。由于数控机床和加工中心的普及与发展,使切削加工步入以高速,高效,高精度为标志的高速切削阶段。高速切削工艺与传统切削工艺相比,具有材料切除率高、切削力小、热变形少、加工效率高以及优化表面质量、扩大加工对象、减少加工工序、简化生产管理等一系列显著     

超高速切削加工的特点及其应用

基于萨洛蒙高速切削实验的结果,针对金属切削加工中难加工材料的加工、金属加工切除率、刀具磨损、切削力、切削温度、工作平稳性等问题,介绍应用超高速切削解决上述问题的原理与方法,并列举超高速切削加工在模具制造、汽车零部件制造、航空航天领域应用实例。     

普通车床高速切削加工改造

本文阐述对普通车床进行高速切削加工改造,使工件与刀具的相对转速达到3000r/min以上。进给率比常规切削加工提高2~3倍,单位时间材料切除率可提高2~3倍,可广泛应用于大批量生产大孔及大端面的零部件加工工艺中,大大提高劳动生产效率,降低成本。同时,通过极低成本对普通机床进行改造,解决了中小企业购买新机床的资金投入问题,还能较大幅度的提高产品质量。     

基于最小能耗的SiCp/Al复合材料切削参数敏感分析及优化

在节能减排的趋势下,传统制造业面临着减少碳排放、降低能源消耗的问题。在制造业的机加工过程中,高速切削时机床消耗掉了大量的电能。为了探究影响高速切削功率的切削参数,获得较好的功率值,设计了基于刀尖圆弧半径、切削深度、进给量及切削速度4个切削参数的16组正交试验。通过进行正交切削试验,获得4个切削参数不同水平下的功率值;通过田口方法研究了SiCp/Al复合材料高速切削时的最佳切削参数,并建立了功率的经验公式;通过试验结果验证了功率预测方法的有效性及准确性。     

多目标粗加工数控车削优化

以工件挠度、工件表面粗糙度、切削温度、切削功率、主轴扭矩、进给机构强度、刀杆强度及刀片强度为约束条件,建立了金属切除率与刀具耐用度的粗车车削多目标优化模型。通过实例采用NSGA-II算法对目标优化模型进行仿真,得到金属切除率与刀具耐用度Pareto最优解集以及背吃刀量、进给量、切削速度的优选取值,从而有助于粗加工的切削优化选择。     

基于Abaqus/explicit的钛合金高速切削切削力模拟研究

针对高速切削钛合金时切削力的问题,利用有限元分析软件Abaqus的Johnson Cook材料模型及Johnson Cook断裂准则,对钛合金高速切削切削力进行了仿真研究,分析钛合金高速切削加工过程中各切削参数（包括进给量、切削深度和切削速度）对切削力的影响.结果表明,切削力、进给力、单位面积切削力和单位面积进给力都随速度的增大而减小;但随着进给速度的增大,切削力和进给力都增大,而单位面积的切削力和进给力都减小.     

高速切削刀具材料的进展和未来

文章结合高速切削技术和刀具材料的研究,综述了高速切削刀具材料的进展和应用,阐明了我国高速切削刀具材料面临的机遇和挑战,指出了高速切削刀具材料的未来。     

切削功耗变化视角下的刀具磨损监测方法

刀具磨损监测是机械加工领域关注的重点问题,基于机床功率变化的刀具磨损监测方法是当前主流的监测方法。对于微铣削加工而言,由于材料切削功率占机床总功率的比例极小,运用传统方法难以监测到机床功率在加工过程中因刀具磨损产生的变化。针对微铣刀具在加工过程中的磨损问题,本论文以切削功耗为基础提出了一种刀具磨损监测方法：文章从切削力做功的角度出发对材料切削功耗进行了建模,结合材料去除体积提出了单位功模型;在切削参数固定的条件下,从切向剪切力系数和切向犁切力系数两个方面分析了刀具磨损对单位功的影响;以小直径硬质合金立铣刀铣削铝合金7075为例开展了多次刀具磨损实验,并在实验过程中监测了单位功的变化趋势,通过将单位功的变化趋势与刀具磨损进行关联,验证了本文方法的可行性,证明了该方法可用于微铣削过程中的刀具磨损监测。     

高速切削刀具材料的发展应用研究

发展高速切削是现代切削加工技术的重要趋势,高速切削刀具材料也是影响制造业发展的重要因素.介绍了高速切削刀具材料的特点,具体分析了高速切削加工常见刀具材料硬质合金、陶瓷、金刚石类材料的特性、发展及其应用,并对未来高速切削刀具材料的发展趋势进行了展望.细晶和表面涂层硬质合金材料、氧化铝各系列陶瓷材料以及立方氮化硼(CBN)金刚石类材料是未来高速切削刀具材料发展的方向.根据高速切削刀具材料的特点,应用场合及其发展状态,对其未来的发展提出一些建议.     

无心磨削工艺参数优化

在切削工艺参数优化的问题中,一般是根据机械产品的生产经济性要求,以机械加工成本极小化或单位时间内金属切除率最大化作为决策目标,并用相应工艺参数的函数关系表达成目标函数。在满足产品的技术要求(如零件的形位与尺寸精度,表面质量与表面层性质等)及切削加工条件限制(如机床主电动机的功率与允许的最大切削动力,     

不同走刀方式高速铣球墨铸铁的刀具磨损研究

新型铸铁在汽车、机电、航空等行业的零部件制造中有较多应用,研究其高速切削时的刀具磨损问题具有实际的意义。研究单向行切、双向行切、环切这三种走刀方式及不同轴向切深对新型球墨铸铁进行高速切削时的刀具磨损影响。设计双因素重复实验方案并进行高速铣削实验,建立后刀面磨损情况的切削长度曲线;通过方差及贡献率方法,分析不同走刀方式及轴向切情况对有效切削时间、材料去除量及刀具磨损的影响程度。结果表明:走刀方式对刀具磨损、材料切除量等影响非常显著,实际加工中应该优选双向行切走刀方式,并适当增大轴向切深及降低切削速度以获得较优材料切除率并提高刀具耐用度。     

中凸变椭圆活塞等体积切除率加工方法研究

中凸变椭圆活塞车削加工中工件匀速旋转,单位时间内切除材料的体积存在差异,导致切削力呈周期性变化,影响加工精度和切削稳定性,降低刀具寿命。针对这一现象,提出了一种基于等体积切除率的加工方法,通过对工件轴的匀速旋转叠加满足机床性能要求的变速旋转,使单位时间内切除材料的体积基本相同。分析了活塞椭圆廓形成型原理,研究了中凸变椭圆活塞等体积切除率加工机理,并利用VERICUT搭建了中凸变椭圆活塞等体积切除率虚拟仿真加工模型,通过仿真加工对等体积切除率加工方法进行了验证。仿真结果表明该方法可行、有效。     

数控铣削高速加工中切削参数的选择

文章基于数控机床动力学测试分析和仿真系统,求得加工时的切削稳定域,确定加工参数的范围。再依据弯曲应力和挠度变形判定标准,进一步筛选切削参数,缩小试验参数的范围。分析发现,在高速切削时切深与进给率增加搭配应合适,否则导致切削力和主轴功率利用率较大幅度增加,而零件表面粗糙度和单位时间内的材料去除率反而下降。经过试验,得到一组适合的切削参数,该组参数加工出了满足设计尺寸精度和表面粗糙度的零件。     

高速切削刀具材料及其与工件匹配研究

实现高速切削加工,刀具材料是关键。目前国内外用于高速切削加工的刀具材料主要有聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、TiCN基金属陶瓷和涂层刀具等。本文介绍了这些高速切削刀具材料各自的特点和应用范围,分析了高速切削刀具材料与工件材料的匹配,并阐述了针对常用工程材料的高速切削加工和刀具材料的合理选择。     

基于稳定性理论的机床动态优化方法的研究

基于建立的刀具-工件铣削再生颤振多自由度动力学模型,研究了考虑机床结构参数和加工参数的切削稳定性评价方法。提出了基于稳定性理论以扩大稳定性区域和最大材料切除率为优化目标的机床全生命周期稳定性动态优化方法。在设计阶段,通过对影响稳定性的工艺参数动力修改扩大稳定区域;在生产阶段,进行刀具装夹结构和切削参数的优化,进一步扩大稳定区并确保稳定切削下的最大材料切除率。     

陶瓷刀具高速干式切削等温淬火球铁的表面粗糙度研究

结合现有等温淬火球墨铸铁(ADI)材料的生产情况,制备三组试样并测定力学性能;采用CC650陶瓷刀具实施高速切削试验,探讨ADI高速切削时加工材料-刀具材料-切削用量-表面粗糙度之间的关系,基于微粒群算法建立了ADI高速切削过程中工件表面糙度与切削参数之间的理论模型,为高速切削加工ADI的最佳生产工艺提供理论指导。     

论高速切削刀具材料、选择及过程中的应用研究

本文主要介绍了高速切削技术的基本原理,研究了高速切削对刀具材料的基本要求,对常见的高速切削刀具材料及其选择进行了阐述,最后简单对高速切削用机床和数控做一介绍。     

难加工材料的高速切削与加工实例

通过分析难加工材料高速切削的特点，认为高速切削可以在一定程度上改善难加工材料的加工特性。在此基础上，介绍了难加工材料高速切削的基础技术，并给出了3种难加工材料高速切削的加工实例。