高速切削加工技术.ppt

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高速切削加工技术
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高速切削的概念和基本原理
高速切削技术,是以比常规高数倍的切削速度对零件进
行切削加工的一项先进制造技术。高速切削理论是1931
年4月德国物理学家CalJ. Salomon提出的。
. Salomon在“高速切削原理”
文中给出了著名的“ Salomon曲线”对应于一定
的工件材料存在一个临界切削速度,此点切削温度最高
,超过该临界值,切削速度增加,切削温度反而下降。
Salomon的理论与实验结果,引发了人们极大的兴趣
并由此产生了“高速切削(HSC)”的概念,
〉他指出,在常规切削速度范围内,切削温度随着切削速
度的提高而升高,但切削速度提高到一定值后,切削温
度不但不升高反会降低,且该切削速度值与工件材料的
种类有关。对每一种工件材料都存在一个速度范围,在
该速度范围内,由于切削温度过高,刀具材料无法承受
即切削加工不可能进行,称该区为“死谷”
铸铁
硬质合金80℃
te合金850℃
高速钢650℃
砖素工具钢
软铝
非铁金属
切削适应区
切削适应区
切削速度v/m/min
Salomon切削温度与切削速度曲线
高速加工定义
尚无统一定义,一般认为高速加工是指采用超硬材料
的刀具,通过极大地提高切削速度和进给速度,来提
高材料切除率、加工精度和加工表面质量的现代加工
技术
以切削速度和进给速度界定:高速加工的切削速度和
进给速度为普通切削的5~10倍。
以主轴转速界定:高速加工的主轴转速>1000min
〉高速切削是个相对的概念,是相对常规切削而言。高
速切削包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削和
大进给切削等。超高速加工的切削速度范围因不同的
刀具材料、工件材料和切削方式而异,目前,高速切
削的高速范围国内外专家尚无共识
虽然由于实验条件的限制,当时无法付诸实践,但
这个思想给后人一个非常重要的启示,即如能越过
这个“死谷”,在高速区工作,有可能用现有刀具
材料进行高速切削,切削温度与常规切削基本相同
,从而可大幅度提高生产效率。
高速加工各种材料的切削速度范围为
钢和铸铁及其合金500150m/min
铸铁最高达20mmin
钻100~20mmin,攻丝100mmin
淬硬钢(35~65HRC)100400mmin
铝及其合金达到200400omn,最高达7mmin
耐热合金达90500m/min;钛合金达150100 n/min
高速加工的切削速度范围
高速加工切削速度范围因不同的工件材料而异
≯高速加工切削速度范围随加工方法不同也有所不同
车削
塑料
铝合金
700-700mymn
铜
铣削
铸铁
300-6000ymn钢
钻削:
钛合金
2001100mmin镍合金
磨削
10
100
10000
切削速度∨(m/min)
50-300m/s
高速与超高速切削速度范围
自从 Salomon提出高速切削的概念以来,高速切削技
术的发展经历了高速切削理论的探索、应用探索、初
步应用和较成熟应用等四个阶段。
现已在生产中得到了一定的推广应用。特别是20世纪
80年代以来,各工业发达国家投入了大量的人力和物
力,研究开发了高速切削设备及相关技术,20世纪90
年代以来发展更迅速。美、德、法等国处于领先地位
英、日、瑞士等国亦追踪而上