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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精选课件
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。。
1931年德国物理学家C. J. Salomom在“高速切削原理”一文中给出了著名的“Salomom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。
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Salomom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，***材料无法承受，即切削加工不可能进行，称该区为“死谷”。
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Salomon切削温度与切削速度曲线
切削适应区
软铝
切削速度v/(m/min)
切削不适应区
0 600 1200 1800 2400 3000
青铜
铸铁
钢
硬质合金980℃
高速钢650℃
碳素工具钢450℃
Stelite合金850℃
1600

1200
800
400
切削温度/℃
切削适应区
非铁金属
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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***，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≥10000 r/min
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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***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。
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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***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。
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高速加工各种材料的切削速度范围为：
钢和铸铁及其合金500-1500m/min
铸铁最高达2000m/min
钻削100～200m/min，攻丝100m/min
淬硬钢(35～65HRC) 100-400m/min
铝及其合金达到2000-4000m/min，最高达7500m/min
耐热合金达90-500m/min；钛合金达150-1000m/min
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高速与超高速切削速度范围
10 100 1000 10000
切削速度V（m/min）
塑料
铝合金
铜
铸铁
钢
钛合金
镍合金
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：
700-7000 m/min
铣削：
300-6000 m/min
钻削：
200-1100 m/min
磨削：
50-300 m/s
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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
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