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高速切削加工工艺及应用

1高速切削工艺

加工工艺是成功进行高速切削加工的关键技术之一。选择不当，会使刀具磨损加剧，完全达不到高速加工的目的。高速切削工艺技术包括切削参数、切削路径、刀具材料及刀具几何参数的选择等。

(l）切削参数的选择

在高速切削加工中，必须对切削参数进行选择，其中包括刀具接近工件的方向、接近角度、移动的方向和切削过程（顺铣还是逆铣）等．

在最近发表在《生物医学材料力学行动》上的1篇研究报告中(2）切削路径的选择与优化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具几何参数的选择外，还要采取不同的切削路径才能得到较好的切削效果．

切削路径优化的目的是提高刀具耐用度，提高切削效率，获得最小的加工飞机使用的燃料将会更少变形，提高机床走刀利用率，充分发挥高速加工的优势。主要包括:

①走刀方向的优化在走刀方向的选择上，以曲面平坦性为评价准则，确定不同的走刀方向选取方案；对于曲率变化大的曲面以最大曲率半径方向为最优进给方向，对曲率变化小的面，以单条刀轨平均长度最长为原则选择走刀方向。

②刀位轨迹生成按照刀位路径尽可能简化，尽量走直线，路径尽量光滑的要求选择加工策略，选择合适的插保持清即－60～＋130℃洁;镶钢板与衬板接触的滑动面、衬板上的燕尾槽面应保持清洁补方法，保证加工面残留高度的要求，采用过渡圆弧的方法处理加工干涉区，这样在加工时就不需要减速，提高加工效率。

③柔性加减速和断刀的几率。选取合适的加减速方式，减少启动冲击，保持机床的精度，减少刀具颤振

(3）刀具材料的选择

刀具材料的合理选择遵循以下原则:

①切削刀具材料与加工对象的力学性能匹配，主要指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能相匹配

刀具材料的硬度大小顺序为PCD PCBN)AIO基陶瓷＞si3N基陶瓷＞TIC(N）基硬质合金＞WC基超细晶粒硬质合金＞高速钢（HSs)

刀具材料的抗弯强度的大小顺序为：HSS WC基超细晶粒硬质合金＞合金＞siN．基陶瓷＞Al。基陶瓷＞PCD PCBN。

断裂韧性的大小顺序为HSS)WC基超级晶粒硬质合金）TIC(N）基硬质合金）PCBN PCD 51,N基陶瓷＞A12O基陶瓷。

具有优良高温力学性能的刀具尤其适合高速切削加工。对于硬脆刀具（如硬质合金和陶瓷）的磨损起决定作用的主要因素是其力学性能。

②切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配，土要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、热膨胀系数、抗热冲击能力等物硬度计理参数要相匹配。加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。对于精密加工则要选用热膨胀系数小的刀具材料（金刚石等）。高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金属的最高切削速度主要受限于刀具材料的耐热性，要求刀具材料熔点高、导热性能好、氧化温度高、耐热性好、抗热冲击性强。

③切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能相匹配。各种刀具材料所适合加工的工件材料如表2.所列。

(4）干式（准干式）切削技术高速加工中汝州不采用切削液或采用微量的切削液可以带来大量的好处低切削过程对环境的危害、提高切屑的回收利用率等降低切削成本、降低切削过程对环境的危害、提高切屑的回收利用率等。

(5百草枯）加工误差综合动态补偿技术

高速切削加工中误差产生的主要原因有伺服系统的滞后、加减速引起的滞后、插补周期引起的形状误差、数控系统的轮廓误差等

目前采用的补偿技术有：温度补偿、象限补偿、丝杠误差补偿、使用非均匀有理B样条(NuRBs）插补、纳米插补、加减速预测及控制伺服电机最佳加减速转矩、进行前瞻性控制、刀具长度补偿、刀具中心点及半径补偿、冲击控制等．

高速切削工艺研究是一项很有意义的工作。实践证定位片明如果只有高速机床和刀具而没有良好的工艺作指导，昂贵的高速加工设备也不能充分发挥作用高速切削的工艺和传统的工艺方法有很大差别，至今还远不如传统工艺方法那样成熟和普及。这一点在高速机床使用中应特别加以注意

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