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          機械類高效與精密加工技術是學什么的?
          編輯:佛山市精科盈五金機械配件有限公司   時間:2016-06-25

          一、技術概述
            超高速加工技術是指采用超硬材料的刃具,通過極大地提高切削速度和進給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。
               
            精密機械零件加工超高速加工的切削速度范圍因不同的工件材料、不同的切削方式而異。目前,一般認為,超高速切削各種材料的切速范圍為:鋁合金已超過1600m/min,鑄鐵為1500m/min,超耐熱鎳合金達300m/min,鈦合金達150~1000m/min,纖維增強塑料為2000~9000m/min。各種切削工藝的切速范圍為:車削700~7000m/min,銑削300~6000m/min,鉆削200~1100m/min,磨削250m/s以上等等。
               
            超高速加工技術主要包括:超高速切削與磨削機理研究,超高速主軸單元制造技術,超高速進給單元制造技術,超高速加工用刀具與磨具制造技術,超高速加工在線自動檢測與控制技術等。
            超精密加工當前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于025μm,以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01μ   m的加工技術,亦稱之為亞微米級加工技術,且正在向納米級加工技術發展。
               
            超精密加工技術主要包括:超精密加工的機理研究,超精密加工的設備制造技術研究,超精密加工工具及刃磨技術研究,超精密測量技術和誤差補償技術研究,超精密加工工作環境條件研究。

            二、現狀及國內外發展趨勢
            1.超高速加工
            工業發達國家對超高速加工的研究起步早,水平高。在此項技術中,處于領先地位的國家主要有德國、日本、美國、意大利等。
               
            在超高速加工技術中,超硬材料工具是實現超高速加工的前提和先決條件,超高速切削磨削技術是現代超高速加工的工藝方法,而高速數控機床和加工中心則是實現超高速加工的關鍵設備。目前,刀具材料已從碳素鋼和合金工具鋼,經高速鋼、硬質合金鋼、陶瓷材料,發展到人造金剛石及聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼(CBN)。切削速度亦隨著刀具材料創新而從以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂輪材料過去主要是采用剛玉系、碳化硅系等,美國G.E公司50年代首先在金剛石人工合成方面取得成功,60年代又首先研制成功CBN。90年代陶瓷或樹脂結合劑CBN砂輪、金剛石砂輪線速度可達125m/s,有的可達150m/s,而單層電鍍CBN砂輪可達250m/s。因此有人認為,隨著新刀具(磨具)材料的不斷發展,每隔十年切削速度要提高一倍,亞音速乃至超聲速加工的出現不會太遙遠了。
               
            在超高速切削技術方面,1976年美國的Vought公司研制了一臺超高速銑床,最高轉速達到了20000rpm。特別引人注目的是,聯邦德國Darmstadt工業大學生產工程與機床研究所(PTW)從1978年開始系統地進行超高速切削機理研究,對各種金屬和非金屬材料進行高速切削試驗,聯邦德國組織了幾十家企業并提供了2000多萬馬克支持該項研究工作,自八十年代中后期以來,商品化的超高速切削機床不斷出現,超高速機床從單一的超高速銑床發展成為超高速車銑床、鉆銑床乃至各種高速加工中心等。瑞士、英國、日本也相繼推出自己的超高速機床。日本日立精機的HG400III型加工中心主軸最高轉速達36000~40000r/min,工作臺快速移動速度為36~40m/min。采用直線電機的美國Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心進給移動速度為60m/min。
               
            在高速和超高速磨削技術方面,人們開發了高速、超高速磨削、深切緩進給磨削、深切快進給磨削(即HEDG)、多片砂輪和多砂輪架磨削等許多高速高效率磨削,這些高速高效率磨削技術在近20年來得到長足的發展及應用。德國Guehring Automation公司1983年制造出了當時世界第一臺最具威力的60kw強力CBN砂輪磨床,Vs達到140~160m/s。德國阿享工業大學、Bremen大學在高效深磨的研究方面取得了世界公認的高水平成果,并積極在鋁合金、鈦合金、因康鎳合金等難加工材料方面進行高效深磨的研究。德國Bosch公司應用CBN砂輪高速磨削加工齒輪齒形,采用電鍍CBN砂輪超高速磨削代替原須經滾齒及剃齒加工的工藝,加工16MnCr5材料的齒輪齒形,Vs=155m/s,其Q'達到811mm3/mm.s,德國Kapp公司應用高速深磨加工泵類零件深槽,工件材料為100Cr6軸承鋼,采用電鍍CBN砂輪,Vs達到300m/s,其Q`=140mm3/mm.s,磨削加工中,可將淬火后的葉片泵轉子10個一次裝夾,一次磨出轉子槽,磨削時工件進給速度為1.2m/min,平均每個轉子加工工時只需10秒鐘,槽寬精度可保證在2μm,一個砂輪可加工1300個工件。目前日本工業實用磨削速度已達200m/s,美國Conneticut大學磨削研究中心,1996年其無心外圓高速磨床上,最高砂輪磨削速度達250m/s。
               
            近年來,我國在高速超高速加工的各關鍵領域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進給電機、陶瓷滾動軸承等方面也進行了較多的研究,但總體水平同國外尚有較大差距,必須急起直追。    

           

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