資源描述：
《第12講_高速切削.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、HighSpeedCutting鄧建新DengJianxin2010.11高速切削的概念和基本原理高速切削技術，是以比常規(guī)高數(shù)倍的切削速度對零件進行切削加工的一項先進制造技術。高速切削理論是1931年4月德國物理學家Carl.J.Salomon提出的。1931年德國物理學家C.J.Salomom在“高速切削原理”一文中給出了著名的“Salomom曲線”——對應于一定的工件材料存在一個臨界切削速度，此點切削溫度最高，超過該臨界值，切削速度增加，切削溫度反而下降。Salomom的理論與實驗結果，引發(fā)了人們極大的興趣
2、，并由此產生了“高速切削（HSC）”的概念。他指出，在常規(guī)切削速度范圍內，切削溫度隨著切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值后，切削溫度不但不升高反會降低，且該切削速度值與工件材料的種類有關。對每一種工件材料都存在一個速度范圍，在該速度范圍內，由于切削溫度過高，刀具材料無法承受，即切削加工不可能進行，稱該區(qū)為“死谷”。Salomon切削溫度與切削速度曲線切削適應區(qū)軟鋁切削速度v/(m/min)切削不適應區(qū)06001200180024003000青銅鑄鐵鋼硬質合金980℃高速鋼650℃碳素工具鋼450℃St
3、elite合金850℃16001200800400切削溫度/℃切削適應區(qū)非鐵金屬高速加工定義尚無統(tǒng)一定義，一般認為高速加工是指采用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進給速度，來提高材料切除率、加工精度和加工表面質量的現(xiàn)代加工技術。以切削速度和進給速度界定：高速加工的切削速度和進給速度為普通切削的5～10倍。以主軸轉速界定：高速加工的主軸轉速≥10000r/min高速切削是個相對的概念，是相對常規(guī)切削而言。高速切削包括高速軟切削、高速硬切削、高速干切削和大進給切削等。超高速加工的切削速度范圍因不同的刀具材料
4、、工件材料和切削方式而異，目前，高速切削的高速范圍國內外專家尚無共識。雖然由于實驗條件的限制，當時無法付諸實踐，但這個思想給后人一個非常重要的啟示，即如能越過這個“死谷”，在高速區(qū)工作，有可能用現(xiàn)有刀具材料進行高速切削，切削溫度與常規(guī)切削基本相同，從而可大幅度提高生產效率。高速加工各種材料的切削速度范圍為：鋼和鑄鐵及其合金500-1500m/min鑄鐵最高達2000m/min鉆削100～200m/min，攻絲100m/min淬硬鋼(35～65HRC)100-400m/min鋁及其合金達到2000-4000m/m
5、in，最高達7500m/min耐熱合金達90-500m/min；鈦合金達150-1000m/min高速與超高速切削速度范圍10100100010000切削速度V（m/min）塑料鋁合金銅鑄鐵鋼鈦合金鎳合金高速加工的切削速度范圍高速加工切削速度范圍因不同的工件材料而異高速加工切削速度范圍隨加工方法不同也有所不同車削：700-7000m/min銑削：300-6000m/min鉆削：200-1100m/min磨削：50-300m/s自從Salomon提出高速切削的概念以來，高速切削技術的發(fā)展經歷了高速切削理論的探索、
6、應用探索、初步應用和較成熟應用等四個階段?，F(xiàn)已在生產中得到了一定的推廣應用。特別是20世紀80年代以來，各工業(yè)發(fā)達國家投入了大量的人力和物力，研究開發(fā)了高速切削設備及相關技術，20世紀90年代以來發(fā)展更迅速。美、德、法等國處于領先地位，英、日、瑞士等國亦追蹤而上高速切削已成為當今制造業(yè)中一項快速發(fā)展的新技術，在工業(yè)發(fā)達國家，高速切削正成為一種新的切削加工理念。人們逐漸認識到高速切削是提高加工效率的關鍵技術。高速切削的特點隨切削速度提高，單位時間內材料切除率增加，切削加工時間減少，切削效率提高3～5倍。加工成本可
7、降低20％-40％。在高速切削加工范圍，隨切削速度提高，切削力可減少30%以上，減少工件變形。對大型框架件、剛性差的薄壁件和薄壁槽形零件的高精度高效加工，高速銑削是目前最有效的加工方法。高速切削加工時，切屑以很高的速度排出，切削熱大部分被切屑帶走，切削速度提高愈大，帶走的熱量愈多，傳給工件的熱量大幅度減少，工件整體溫升較低，工件的熱變形相對較小。因此，有利于減少加工零件的內應力和熱變形，提高加工精度，適合于熱敏感材料的加工。高速切削的特點轉速的提高，使切削系統(tǒng)的工作頻率遠離機床的低階固有頻率，加工中鱗刺、積屑瘤
8、、加工硬化、殘余應力等也受到抑制。因此，高速切削加工可大大降低加工表面粗糙度，加工表面質量可提高1～2等級。高速切削可加工硬度HRC45～65的淬硬鋼鐵件，如高速切削加工淬硬后的模具可減少甚至取代放電加工和磨削加工，滿足加工質量的要求，加快產品開發(fā)周期，大大降低制造成本。航空航天：帶有大量薄壁、細筋的大型輕合金整體構件加工，材料去除率達100-180cm3/min。鎳合金、鈦合金加工，
