高速切削技术论文

　　高速切削技术具有随切削速度提高切削力降低产品开发周期缩短等突出优势，是先进制造技术的最重要的共性基础技术之一，下面是学习啦小编整理的高速切削技术论文，希望你能从中得到感悟!

　　高速切削技术论文篇一

　　浅议机床高速切削加工

　　摘 要：高速切削技术(包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削和大进给切削等)具有随切削速度提高切削力降低、切削温度的增加逐渐变缓、加工表面质量和生产效率提高、制造成本减少、产品开发周期缩短等突出优势，是先进制造技术的最重要的共性基础技术之一，已成为面向21世纪的先进制造技术的重要组成部分，已在航空航天、汽车、模具、机床等行业广泛应用。

　　关键词：机床;高速切削;稳定切削

　　关键词：煤矿;煤层;注水防尘;案例设计

　　中图分类号：TG65 文献标识码：A

　　把高速切削机床、刀具、工件、夹具结构和切削过程统称为高速切削系统。从动力学的观点看，高速切削系统是复杂的动态系统。随着切削速度的提高，高速切削加工过程表现出的动态特性与普通速度切削有很大不同。人们提高切削速度所遇到的难以逾越的障碍除了刀具的快速磨损、破损失效外，是在切削速度远低于机床最大速度时就出现强烈振动，即不稳定切削，轻者影响加工质量，降低生产效率，重者工件报废并殃及整个加工系统的安全寿命，致使机床不得不低速使用，不仅造成巨大浪费，无法体现高速切削加工所固有的优越性，更严重的是高速主轴等重要部件因长期承受重载而降低其性能及安全性，导致重金购置的机床尚未发挥其功能和优越性就提前报废。高速切削过程中的振动对高速切削优越性的发挥造成了很大的掣肘，成为严重阻碍高速切削技术发展和推广应用的"瓶颈"问题。毫无疑问，高速切削所具有的诸多优越性一方面是很好地利用了高速切削系统动态特性的结果，另一方面，又必须是以高速条件下的稳定高速切削过程的实现为前提的。

　　高速切削过程中，振动机理、影响切削稳定性的因素与普通速度切削过程不同，随着切削速度的提高，振动导致的不稳定切削造成的影响和危害也大的多，高速切削系统的动态特性，对各项关键技术都有与普通速度切削不同的更高要求。基于普通速度切削过程建立的动力学模型及其切削稳定性的影响因素和约束条件的假设，在高速下已不完全成立，相应的稳定性极限阐值及其分析预测方法也不同。如，高速和超高速铣削时，主轴-刀具系统的转速高达每分钟几万、十几万转甚至更高，主轴-刀具旋转系统的动态特性(固有频率、振型、频响函数等)随着转速提高有不同程度的变化，高速旋转产生的离心力和陀螺效应的影响是不能忽略的。当主轴的工作转速n高于系统的第1阶甚至更高阶固有频率对应的临界转速，成为柔性转子，刀具与工件间动态切削力的激励频率f=n*z(z为刀具齿数)随转速增加而提高，需考虑多自由度系统高阶动态特性及其对高速切削稳定性的影响。

　　稳定切削是保证高速切削加工顺利进行和获得高材料切除率和高加工质量的前提条件和关键技术之一。对于现有机床，可分析预测不同刀具、工件及其夹具组合下的高速切削极限，优化刀具、工件及其夹具的匹配和高速切削用量的选择，在不增加任何附加设备和投资的条件下大幅度提高材料切除率和加工质量;对新型机床和刀具，以最低的成本和风险实现无振动稳定切削条件下的高加工质量和高生产效率。

　　高速切削过程的振动，是与机床结构和切削过程的动态特性密切相关、影响因素复杂的机械振动现象。高速切削过程中，当机床切削系统受到偶然因素干扰而产生的振动经过短暂的时间就消失，恢复到原来的平衡状态的切削过程称为稳定切削;若振动不衰减，或越来越大的切削过程称为不稳定切削。高速切削过程从无振动的稳定切削到振动产生的不稳定切削之间存在的一个明显界限即临界条件，称为稳定性极限，是判别高速切削稳定性的依据。要实现无振动稳定切削，首先要判断系统在什么情况下出现振动，即根据稳定切削临界条件判别稳定和不稳定高速切削区域。高速切削过程中的振动按其性质一般可以分为强迫振动、自激振动、自由振动、强迫振动和自激振动同时存在的混合振动、随机振动五大类，其中前四类都对高速切削稳定性有很大影响，影响最大的是自激振动。

　　刀具相对于加工工件的振动会使加工表面产生振痕，严重影响加工表面质量，如表面粗糙度、形位精度等;刀具相对于工件剧烈振动使高速切削过程呈不稳定状态，切削截面、角度以及切削力等均将随之发生剧烈变化，高速切削系统的各部分承受附加动载荷的作用，加重刀具磨损，甚至产生崩刃，严重降低刀具寿命，影响机床结构及联接特性，严重时使高速切削加工无法进行，降低整个机床系统的安全使用寿命;高速切削过程中发生的高频振动，会伴随产生噪声污染，危害操作者的身心健康;实际生产中为避免或减小振动，不得不降低切削用量，致使机床低速、低效使用，出现“大马拉小车”现象，使机床、刀具的性能得不到充分发挥。

　　高速切削稳定性的分析预测和优化的目的是提高材料切除率和加工质量，而高加工质量的保证是稳定切削，在稳定切削的前提下，材料切除率越高越好，即在其它切削参数一定的条件下转速n与对应的稳定切削轴向深度极限值的乘积越大越好，对于不同的加工中心，主要对应于其最大主轴转速附近的区域是否处在稳定区以及相应的稳定轴向切削深度极限值的大小。因此，对于不同的高速加工中心，主要用其最大主轴转速附近区域的是否处在稳定区以及稳定区域的最大值的大小来评价稳定性。

　　对于特定的加工中心，绘出不同切削下的稳定性极限图，可确定出在最大转速范围内的最大值。选择高速切削用量时，在符合加工工艺要求的前提下，用所选的切削用量与加工中心的转速、最大值进行切削稳定性的分析评价。

　　高速切削加工是具有突出技术优越和经济优势的先进制造技术，应用前景十分广阔。高速切削过程的振动造成的不稳定切削是严重限制高速切削加工技术发展的重要问题之一，高速切削稳定性的分析预测及其动态优化理论与方法的研究对于加速高速切削加工技术的发展及其推广应用具有十分重要的意义。

　　参考文献

　　[1]张伯霖，杨庆东，陈长年等.高速切削技术及应用[M].北京:机械工业出版社.2002.

　　[2]李沪曾，郭重庆.浅谈高速切削加工技术的发展[J].现代制造工程.2004.

　　[3]刘永强.高速切削及其关键技术的发展现状[J].航空精密制造技术.2001.

　　[4]张伯霖，杨庆东.高速切削技术及应用[J].机电工程技术.2003.

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