高速加工在先进制造技术中的应用.ppt

20十一月2024要点概述：关键词：引言与常规切削加工相比，高速加工有如下一些优点：
根据高速加工技术的特点，高速加工技术应用于模具制造业中主要有如下一些优点：

①减少加工工序，粗加工后，直接精加工，不需要半精加工，体现了工序集中的原则；
②表面质量提高，减少或不需要打磨；
③精度提高，减少试模工作量；
④可以使用小刀具加工模具细节，比如是1mm的倒角这样极大的减少了电极制作和电加工工序；
⑤可以在高精度、大进给的方式完成淬火钢的精加工，且达到很高的模具表面质量，因而可以减少传统加工因精加工后再淬火引起模具变形。
⑥为了适应高速加工的要求，先进的刀具制造技术也不断涌现，像双渡涂层高强度硬质合金刀具、聚晶立方氮化硼和聚晶金刚石刀具的大量使用，极大地促进了切削加工及先进制造技术的发展。

⑦数控机床具有高刚性、高强度、高精度、高负荷平稳加工的特点以及切削加工工艺的改进，顺应当今绿色加工环保的要求，以铣代磨、硬态加工、高速重切削、高速干式切削都得到了大量的应用，极大提高了生产效率。
高速加工首先在航空航天、模具汽车制造领域得到应用：
高速加工技术主要涉及机床、刀具、和高速加工数控编程３个方面。目前，高速加工数控机床和刀具技术广泛应用，为实现高速加工技术提高工效奠定了基础。高速加工机床
（５）为了能获得高的静态和动态刚度，适应高速旋转的需要，高速加工机床对刀具有严格的要求，尤其是对主轴于刀柄的联结有特殊的要求，广泛使用的ＨＳＫ刀具一般使用１：１０的小锥度，而不使用传统的大锥度刀柄。
（６）高速加工具有数控代码预览功能，即高速加工机床的数控系统在进行切削加工的过程中，其读取的加工代码可以有一定量的超前，以便于机床调整进给速度以适应刀具轨迹变化的需要。
（７）高速加工的机床一定是采用双闭环控制系统，实现传动位置（0.00005）精确控制，从而减少开机的预热时间，在西门子机床上可以不用找原点给操作带来了方便。高速加工数控编程基本原则（２）在进行高速加工时遇到加工方向改变时，机床为了保证加工的精度，避免过切，通过其预览功能，在加工方向进行改变时一般会自动进行进给速度的调整。但是，当加工方向突然改变时，
由于机床的加速度是有限制的，因而，有可能做不到及时的速度调整，造成过切或（欠切），严重的将造成刀具断裂。同时，不断地调整进给速度会严重降低生产效率。因而，编写高速加工数控加工程序时，应尽量避免加工方向的突然改变。行切的端点采用圆弧连接，避免直线连接、层间应采用螺旋式连接，避免直线连接。
（３）要尽可能维持恒定切削负载，切削深度、进给量和切削线速度一定要协调好。当遇到某处切削深度有可能增加时，应降低进给速度，以保持恒定的负载。编写高速加工的数控程序时，应能充分考虑残留余量的效应，最好编程软件有残留余量的分析功能，做基于残留余量的刀具轨迹计算。同时，要注意刀具的实际切削位置，避免切削线速度减低的现象发生，确实处于正常的高速加工切削速度范围，应尽量使用多坐标编程，通过刀轴旋转来维持恒定的切触点位置，维持恒定的切削速度。
（４）刀具路径越简单越好，应尽量采用圆弧、曲线等插补功能，传统的加工模具时采用的密集插补点数据刀具路径，不太适合于高速加工，一方面数据量太大，加重数控系统的数据处理负担，造成进给速度要适应数控系统的处理速度而减低。另一方面，密集的直线段之间，是微观直线插补连续的，因而数控系统要不断地调整进给速度，造成进给速度升不上去，严重影响加工效率。
（５）在进行高速加工编程时，无论从加工精度还是加工安全性考虑，都应该进行充分的干涉检查和加工过程仿真。
（６）注意进行多种加工方案的对比分析，选取最佳的切削方案。
高速加工对ＮＣＰ系统的要求
（３）适合高速加工的ＮＣＰ系统，应该能自动进行进给速率和切削速度的优化处理，从而保证在高速加工时的最大的切削效率、最佳的切削条件和切削加工的安全性。
（４）高速加工编程系统应有刀具轨迹的编辑优化功能，避免多余的空刀和通过对刀具轨迹的镜向、复制、移动、旋转等操作避免重复计算，提高编程效率。
（５）高速加工编程系统应该有ＮＵＲＢＳ曲线插补的编程功能，通过使用ＮＵＲＢＳ插补编程，减少程序长度。
（６）适合高速加工编程的系统应该有符合高速加工工艺要求的加工策略。如丰富的行间、层间连接方法，丰富的进刀和退刀方法，基于残留余量的刀具轨迹计算方法。
（７）适合高速加工编程系统，最好能引入工艺系统的参数、材料的最佳切削条件、机床的允许加速度等参数，能够自动确定允许的加工方向变化的程度（即确定不同曲率半径的圆弧段允许的进给速度的变化程度），轨迹上最小的曲率半径与进给速度的关系，能够满足高速加工对切削线速度的自动的调整。

具有高速加工编程能力的ＮＣＰ系统简介
（１）采用光滑的进刀、退刀方式。

在传统切削轮廓的加工过程中，有法向