高速切削刀具系统的研究与试验分析

通过高速切削试验对切削刀具系统进行研究,特别是对刀具寿命和刀具动平衡的影响因素进行分析,得到切削速度、进给量等对刀具磨损的影响规律曲线以及基于切削用量的刀具耐用度数学预测模型,试验所得数据为高速切削加工切削用量的合理选择,特别是加工参数的优化问题提供了参考。     

高速切削刀具系统动平衡研究与分析

分析了影响高速切削刀具系统动不平衡的因素，提出了减小不平衡因素影响的措施，重点论述了合理确定高速刀具系统动平衡精度的原则，     

模具高速切削刀具技术研究概况

系统地介绍了模具高速切削刀具技术在各个领域的发展现状，包括：刀具材料、刀具磨损、刀具动平衡、刀具与机床的连接、刀具的可靠性、刀具的监测技术和刀具的几何参数。指出发展模具高速切削刀具技术，要从以下几个方面展开工作：研制和开发新的刀具材料，同时进行PCBN刀具切削性能的研究，推广其应用范围；进行模具高速切削刀具磨损机理的研究，进一步提高刀具寿命；做好刀具的动平衡，防止刀具的破损，保证工作人员的安全；进一步加强刀具监测技术的研究，以获得良好的加工质量；建立模具高速切削数据库，以便有效地利用刀具，提高刀具的寿命；大力推进有限元模拟技术在高速切削刀具技术中的应用。     

基于ANSYS的高速旋转刀具系统离心力效应的分析

随着切削速度的提高，刀具系统在离心力的作用下发生很大变化，直接影响工件的加工精度和表面粗糙度。文章通过先进的非线性有限元技术分析了离心力对刀具系统特性的影响。研究表明，对刀具系统进行动平衡，消除不平衡量对高速切削具有积极意义。     

基于切削参数的高速铣削系统稳定性研究

切削中的振动对加工质量有很大的影响,通过高速铣削试验及仿真分析,对基于工艺参数和刀具参数的高速铣削系统稳定性进行研究,得到了主轴转速、进给量、切削深度、刀具几何参数等对切削颤振系统稳定性的影响规律。试验所得结果为高速铣削加工切削用量的合理选择,特别是加工参数的优化提供了参考。     

模具高速切削刀具及其合理运用

在高速切削应用于模具工业的历程中,刀具的地位显得日益重要。刀具材料、结构参数和刀具夹持系统对加工精度和刀具寿命具有很大的影响,而且应特别注意高速加工刀具与高速加工系统中其他因素的密切关系。     

高速铣削刀具在高速切削加工中的应用

高速切削加工中,刀具是直接影响加工质量、生产效率和加工成本的重要因素.文章分析和讨论了高速铣削加工中刀具材料、刀具涂层以及刀具的结构参数等对刀具性能的影响;并以一零件加工为例,分析和介绍了高速铣削时其刀具的选用,以及通过刀具提高零件加工精度、表面质量和加工效率的技术方法.     

基于夹丝热电偶法的高速切削温度测量

切削温度与刀具磨损、工件加工表面质量及加工精度密切相关，用红外辐射、超热辐射等非接触式的测温方法只可以实现局部切削温度的间接测量。文章设计一种利用夹丝热电偶实现高速切削过程瞬时切削温度测量的直接接触式计算机辅助测温系统，该系统利用PCI-1200卡采集热电偶测温装置传输的数据，通过Labview软件分析处理，具有显示温度波形曲线、标定热电偶曲线能力。最后通过高速切削淬硬钢试验测量了刀具／工件界面的瞬时温度，定性分析了切削速度、刀具磨损、加工参数对切削温度影响的变化规律。     

基于振动试验建模的不平衡状态预测研究

本文采用不同不平衡量的高速精加工铣削刀具开展铣削振动试验,研究在三种切削速度下,刀具的不平衡量与振动量的关系,利用统计学中回归方法建立相应的数学模型,并通过显著性分析和验证试验证明了三种数学模型的有效可行性。试验结果表明,在使用具有相同不平衡量的高速精加工铣削刀具情况下,切削速度越大,刀具振动量也相应变高;在相同切削参数情况下,刀具不平衡量越高,其振动量也相应变高。同时在不同切削条件下,通过数学模型可以有效对刀具动平衡状态进行预测,从而诊断出刀具的高速精密加工切削性能。     

基于Visi-CAM的加工应用

介绍了Visi-CAD／CAM软件在数控加工中的应用，分析和比较了Visi-CAM的各种加工方法和加工参数设定。利用加工策略产生由Modelling系统绘制复杂的3D外形的粗加工和精加工CNC刀具路径，快速产生现代高速铣床所需的刀具路径。     

高速切削机床的关键技术

分析了高速切削的速度范围,研究了高速切削机床的结构特点、刀具系统和数控系统,指出高速切削可提高切削加工水平。     

高速超高速磨削工艺及其实现技术

高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点；分析了电主轴是高速超高速磨削主轴系统的理想结构，介绍了陶瓷滚动轴承、磁浮轴承、空气静压轴承和液体动静压轴承在主轴单元中的应用；超高速砂轮主要用电镀或涂层超硬磨料(CBN、金刚石)制成，介绍了超硬磨粒的特点和砂轮的修整，分析了在高速及超高速磨床上得到广泛应用的德国Hofinann公司生产的砂轮液体式自动平衡装置；介绍了高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法磨削液供给系统的特点；最后介绍了直线电机进给系统和声发射智能监测系统等实现高速超高速磨削的关键技术。     

Efficient Tool Paths and Part Orientation for Face Milling

High speed machining is pushing the limits of feeds and speeds. A different approach for high throughput is described here. The focus is on the maximum feed that can be obtained for a segment; the feed rate losses due to sharp changes in tool path are minimized. The interdependency of individual axis drive speeds for a tool path segment are analyzed. There exists an optimum work angle relative to the axes that reduces losses and increases allowable feeds for particular segments, saving valuable cycle time and balancing feed drive loads. Face milling and roughing steps of end milling are the most attractive application areas.     

基于PMAC的高速电弧放电加工控制系统设计

针对高速电弧放电加工方法对机床加工设备的需求,基于PMAC运动控制器,开发一套高速电弧放电加工机床控制系统。该控制系统以工控机作为控制中心,采用满足高速电弧放电加工需求的功能控制软件;伺服控制平台采用PMAC运动控制器,以达到精确控制运动目的;以QT系统进行人机交互,并控制伺服运动系统、冲液系统和电源系统等完成其控制功能。通过制作系统控制柜与调试,得出设计的系统满足高速电弧放电加工需求。这为高速电弧放电加工方法的研究提供了参考。     

Balancing Requirements for Fast Rotating Tools and Spindle Systems

Technical standards as they are defined in ISO 1940 are more and more insufficient for high-speed tools and spindle systems in order to guarantee a stable machining process. This paper shows the system-specific limitations of the component focused balancing. The effects of the unbalanced tool onto the machining process as well as the machine's behaviour can be used as system focused criteria in order to evaluate the required balancing status. These will be discussed by means of analytical and numerical approaches and are verified by experimental results. The new aspect to set the balancing requirements by vibrational loads of the spindle bearings is confirmed by simulation models     

直线电机高速进给系统性能优化研究

高速切削技术越来越引起人们的关注。实现高速切削的关键技术之一,是开发具有高速能力的高性能数控机床。机床主轴的转速近年来有很大的提高,而机床进给系统大我仍采用滚珠丝杆传动的方式,使机床的最大进给速度受到限制,阻碍了机床高速性能的进一步发挥。本文介绍了一种采用直线电机直接驱动的机床高速进给系统。采用非线性系统稳定性分析的方法确定系统的参数,并对伺服系统性能进行实验研究。实验证明,用这种方法优化该类系统     

机床沿曲线高速进给加工的最大安全恒定进给速度的确定

分析了曲线、曲面轮廓数控加工中,刀具路径曲线的几何特性与机床运动学特性的关系,建立了机床沿曲线恒速进给的运动学方程;基于虚功原理推导出刀具路径几何特性、机床特性及电机特性等之间关系的动力学方程.并用解析法,计算了在各坐标轴加速度、伺服电机额定转矩及额定转速约束条件下,机床沿曲线进给时的最大安全恒定进给速度.在最大安全恒定进给速度范围内,选择合适的进给速度,既能使加工表面粗糙度均匀,保证加工表面质量,同时又能获得较高的高速加工效率.     

Prediction of chatter in high speed milling including gyroscopic effects

Dynamic stability of machine tools during operations is dependent on many parameters including the spindle speed. In high and ultra high speed machining, the gyroscopic effect on the spindle dynamics becomes more pronounced and can affect the borders of stability of the rotating system. In this paper, a finite element based model of spindle, tool holder and cutting tool is presented which uses Timoshenko beam theory to obtain the frequency response of the system when gyroscopic terms are included. Using this response, the stability of a high speed spindle system in the presence of gyroscopic effect is investigated. It is shown that the gyroscopic effects lower the critical depth of cut in high speed milling.     

电火花成形机高性能柔性化多轴联动数控系统的研究

研制了高性能柔性化多轴联动电火花加工数控系统，论述了数控系统的软、硬件结构。蘸件采用PC前端和高速I／O平台的结构，使用先进的在线可编程逻辑器件进行电路设计，因此数控系统具有开放式结构和全软件化、柔性化及模块化的特点。通过加工实例说明了多轴联动数控系统对于空问曲面零件加工的灵活性、便易性和应用方便性。