先进切削加工技术
第4章先进切削加工技术
在讲述本章之前，我们首先理解先进制造技术的概念。
先进制造技术是制造技术的最新发展，目前没有明确、一致公认的定义，通过对其特征的分析，可以定义如下：
先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品的设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
其要点主要包括以下三个方面：
1. 先进制造技术的目标是提高制造业对市场的适应能力和竞争能力；
2. 先进制造技术的核心是信息技术、现代管理技术和制造技术的有机结合，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产；
3. 先进制造技术特别强调信息技术、现代管理技术在整过制造过程中的综合应用。
与传统的制造技术比较，先进制造技术具有以下特点：
1.先进制造技术的集成性：已发展为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。
2.先进制造技术的系统性：先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
3.先进制造技术应用的广泛性：先进制造技术覆盖了产品设计、生产准备、加工与装配，销售与使用、维修服务以及回收再生的整个过程。
4.先进制造技术的动态性：由于先进制造技术本身是针对一定的应用目标，不断地吸收各种高新技术逐渐形成，不断发展的新技术，因而其内涵不是绝对的和一成不变的。
5.先进制造技术的实用性：主要从先进制造技术的目标来论述。
6.先进制造技术强调环境保护。
先进制造技术的结构体系：
1.三大主体技术群
（1）工程设计技术群：主要有模糊设计、系统设计、工业造型设计、计算机辅助设计（有限元方法、优化设计方法、CAPP）、虚拟设计、可靠性设计、成组技术、健壮设计、反求工程、人机工程、并行工程。
（2）工程制造技术群：主要包括计算机辅助制造、数控技术、柔性制造系统、计算机集成制造系统、快速成型技术、智能制造、虚拟制造、生物制造、网络制造、敏捷制造、精益生产、绿色制造、全球制造和微机电系统等。
（3）现代管理技术群：主要包括管理信息系统、决策支持系统、经营信息系统、物料需求计划、制造资源计划、企业资源计划、经营过程重组、产品数据管理、产品全生命周期管理。
2.为三大主体技术群提供理论支持的的学科基础群和提供技术支持的单元制造技术群
（1）学科基础群
a.基础学科（数理化生等、系统工程学、运筹学和管理科学、法学人文社会科学等、材料科学等）；
b.信息科学（微电子技术、计算机技术、自动化技术、数据库技术、网络通讯技术、人工智能、决策支持和专家系统和虚拟现实技术等）；
c.其它学科（设计方法学、市场学、环境科学、人员培训和教育、标准化技术）。
（２）单元制造技术群（材料生产工艺、加工工艺、新切削加工技术、特种加工、清洁化生产技术）
3.以上技术群的软硬件环境（信息高速公路、网络、工程数据库）
先进切削加工技术属于先进制造技术的范畴,主要有以下一些:
1.高速与超高速切削技术
2.精密切削与超精密切削技术
3.绿色切削技术
4.特殊切削加工方法
4.1高速与超高速切削
4.1.1高速与超高速切削的概念
一、高速切削理论
高速切削理论是1931年德国物理学家Carl.J.Salamon提出的，他指出，在常规切削速度范围内，切小温度随切削速度的提高而升高，但当切削速度达到一定值时，切削温度会随切削速度的提高而降低，且该临界切削速度与工件材料有关。在该临界值的一段范围内，由于切削温度过高，一般刀具材料无法承受，如果能够越过这个范围，就可能应用常规的刀具进行高速切削，这就是高速切削的基本思想。
二、超高速切削加工技术的内涵
超高速切削加工技术是指采用超硬刀具材料和磨具，利用能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度、和加工质量的先进切削加工技术。
其显著标志是使被加工塑性金属材料在切除过程中的剪切滑移速度达到或超过某一阈值，开始趋向最佳切除条件，使得切除被加工材料所消耗的能量、切削力、工件表面温度、刀具和磨具磨损，加工表面质量等明显优于传统切削速度下的指标，而加工效率大大高于传统切削速度下的加工效率。
高速切削是一个相对的概念，没有严格的界定，以人为其切削速度是常规切削速度的5～10倍甚至更高。
表4-1 不同工件材料对应的高速切削速度范围
表4-2 不同加工工艺对应的高速切削线速度范围
4.1.2高速与超高速切削的特点
1. 生产效率高
随着切削速度的大幅度提高，进给速度相应提高5~10倍。由于主轴转速和进给的高速化，加速时间少了50%，大大简化了机床的结构。
2. 加工精度高
由于切削力可减少30%以上，工件的加工变形减小，切削热还来不及传给工件，因而基本保持冷态，热变形小，有利于加工精度的提高。
3. 能获得较好的表面完整性
在保证生产率的同时，采用较小的进给量，减小加工表面的的粗糙度值；
4. 加工能耗低，节省制造资源
高速切削时，单位功率的金属切除率显著增大，能耗低，工件在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率。
4.1.3高速与超高速切削的关键技术
图4-2 高速切削所涉及的关键技术
一、对机床主轴及其驱动系统的要求
（一）独特的主轴结构单元
高速主轴要求在很高的转速下旋转，而其要求有很高的同轴度、大而恒定的转矩、过热检测装置和动平衡的校正措施。主轴结构单元包括：电主轴单元、轴承及其润滑单元、电主轴的冷却及动平衡单元。
1. 电主轴单元
（1）内装式交流变频电动机电主轴单元
将交流变频电机（内装式无壳电机）直接安装在机床主轴上，空心转子用压配合直接装在机床主轴上，带有冷却套的定子安装在主轴单元的壳体中，形成电主轴。
电动机的转子和机床主轴之间靠过盈套筒的过盈配合实现扭矩的传递。
这种电主轴的结构主要采用前后轴承支承和或后轴承支承。
（2）内埋式永磁同步电动机电主轴单元
主轴单元中的的主轴部件由高速精密陶瓷轴承支撑于电主轴的外壳中。外壳中安装有电动机的定子铁心和三相定子绕组，主轴为空心结构，其内部和顶端安装有刀具的拉紧和松开机构实现刀具的自动换刀。主轴外套内有电动机的转子，端部有激光角位移传感器实现对主轴旋转位置的闭环控制，保证自动换刀时实现主轴的准停和螺纹加工时的C轴与Z轴的准确联动。这种采用内埋式永磁同步电动机主轴单元有以下优点：
a.电动机效率高，电主轴单元体积小、重量轻，易于实现主轴单元的位置与姿态的高速控制；
b.用新型永久磁铁代替感应电动机的鼠笼，转子发热少，易于保证主轴的精度；
c.有较高的强度，提高电动机运行时的可靠性与安全性；
d.方便的实现恒功率弱磁调速，扩大电主轴的调速范围，有效地满足宽范围高速切削的要求。
2. 主轴轴承
四种可选作高速主轴轴承：滚珠轴承、空气静压轴承、液体动压轴承和磁悬浮轴承。滚珠轴承滚珠的直径很小，选用的材料为密度很小的热压烧结Si3N4陶瓷材料；空气静压轴承用于高精度、高转速、轻载荷的场合；液体动压轴承用于重载大功率场合；磁悬浮轴承是用磁力将主轴无接触地悬浮起来的新型智能化轴承。
图4-2 电主轴结构见图
3. 电主轴的冷却和轴承的润滑
电主轴的冷却采用在电动机的定子外加一带螺旋槽的铝质冷却套。为了进一步降低主轴轴承的温升，广东工业大学研制了GD-2型电主轴的油-水热交换系统和油-气润滑系统。
4. 电主轴的动平衡
a.严格结构对称；
b.采用过盈配合结构；
c.装配后保证动平衡。
二、对机床进给及其驱动系统的要求
1.进给速度应相应的提高，保证刀具的每齿进给量基本不变，；
2.加速度要大，在很高的进给速度下，只有瞬间达到高速和高速行程中瞬间准停，高速直线运动才有意义。（以精密加工曲面为例说明）
3.进给系统的动态性能要好，能实现快速的伺服控制和误差补偿，达到加高的定位精度和刚度。
三、对切削刀具技术及其系统的要求
1.适合高速与超高速切削的刀具材料
（1）涂层刀具材料：涂层刀具通过在刀具基体上涂覆金属化合物薄膜，以获得远高于基体表面硬度和优良的切削性能。
（2）金属陶瓷刀具材料：金属陶瓷材料主要包括高耐磨性TiC基硬质合金（TiC+Ni （Mo））、高韧性TiC基硬质合金（TiC+Ta+WC）、强韧TiN基硬质合金和高强韧性TiCN基硬质合金（TiCN+NbC）。
（3）陶瓷刀具材料：能在切削速度范围为200m/min～1000m/min内切削软钢、淬硬钢或铸铁。
（4）金刚石：主要加工有色金属和非金属耐磨材料。
（5）CBN刀具材料：高速精加工或半精加工淬硬钢、冷硬铸铁和高温合金等材料，可实现“以车代磨”。
2.超高速切削刀具的结构
（1）刀具结构的可转位化；
（2）可靠的刀夹紧方式；
（3）刀体材料的高强度，轻质化且结构合理
（4）选用合理的刀片结构参数，扩大加工材料的范围。
3.超高速切削的刀具及其连接系统
（1）刀具—机床接口技术
为了克服传统刀柄仅仅依靠锥面定位导致的不利影响，一些科研机构和刀具制造商研究开发了一种能使刀柄在主轴内孔锥面和端面同时定位的新型连接方式—两面约束过定位夹持系统。该系统具有很高的接触刚度和重复定位精度，夹紧可靠。目前，该系统主要有短锥柄和7:24长锥柄两种形式。虽然7:24锥柄具有与传统BT刀柄可以互换，并可方便安装于主轴锥孔锥度为7:24的机床上，可提高刀柄与主轴的连接刚度和精度等优点，但从切削速度日趋提高的高速加工的发展趋势来看，锥度为1:10的短锥柄的刀柄结构的发展前景更为广阔。目前，短锥柄的两面约束刀柄主要有HSK、KM、NT、BIG-PLUS等几种。
（2）刀具——刀柄接口技术
刀柄对刀具的夹持力的大小和夹持精度的高低，在高速切削中具有十分重要的位置。如果刀柄对刀具夹持不牢固，轻则降低加工精度，重则导致刀具及工件损坏，甚至引发安全事故。提高刀具系统夹持精度，就必须设法使刀具得到精密可靠定位，确保足够夹持力，就必须严格控制和提高刀具系统配合精度、加大夹持长度、优化结构设计及合理选材。目前，适宜高速切削加工的刀具夹头主要有以下几种：
热缩夹头：利用刀柄装刀孔热胀冷缩使刀具可靠夹紧。它是一种无夹紧元件的夹头，结构简单对称、夹紧力大。
高精度弹簧夹头：由日本大昭和精机株式会社生产的高精度弹簧夹头，采用锥角12°锥套，所有夹头都经平衡修整，以适应高速加工的要求。目前，这种夹头的转速可达30,000～40,000r/min。
高精度液压夹头：BlG-PLUS刀具系统的高精度液压夹头采用两点夹持的一体型构造，具有很高的夹持力和夹持精度，且减小了夹头质量。
高精度静压膨胀式夹头由德国雄克公司生产的高精度静压膨胀式夹头，通过拧紧加压螺栓提高油腔内的油压，使油腔内壁均匀对称的向轴线方向膨胀，以夹紧刀具。该夹头夹持精度极高，其径向跳动小于3μm。
三棱变形夹头：利用夹头自身的变形力夹紧刀具，其自由状态为三棱形，装夹刀具时，利用液力作用使夹头内孔变为圆形，撤消外力后，内孔重新收缩为三棱形，以实现对刀具三点夹紧。该夹头具有结构紧凑、定位精度高(可达3μm以下)且对称、刀具装夹简单等恃点。
颖结构夹头：由Sandvik 公司新推出的Coro Grip夹头，借助液压装置推动锥套，在3D 处测量，其径向跳动可达2～6μm，这种夹头夹紧更为可靠，其刚性高于液压夹头，装夹时间短于热缩夹头。ISCAR公司推出的圆柱柄新型装夹方式，不仅保证端面接触，而且能在半个圆周面上形成夹紧力，提高了夹持刚性。
4.2绿色切削技术
4.2.1 绿色加工技术的概念
一. 绿色加工的定义
绿色加工是指在不牺牲产品的质量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充分利用资源，尽量减轻加工过程对环境产生有害影响的程度，其内涵是指在加工过程中实现优质、低耗、高效和清洁化。
二. 绿色加工的分类
根据绿色加工的追求目标分为：
（1）节约资源的加工技术：在加工过程中简化加工系统的组成，节省材料消耗的加工技术。
（2）节省能源的加工技术：减磨、降耗和低能耗工艺。
（3）环保型加工技术：通过一定的工艺手段减少或完全消除废液、废气、废渣噪声等，提高加工系统的运行效率。
根据采用的加工介质不同分为：
（1）自然绿色机械加工：在机械加工时，除自然环境冷却外不使用任何其他附加的介质（如冷风、水、植物油等）。如干切（磨）技术。
（2）辅助绿色机械加工：把无污染冷却（润滑）介质输入到切削区域，起到冷却和润滑的作用。根据介质的形态，目前有：射流加工和喷雾加工。
三、绿色加工的研究内容
绿色加工的研究主要从以下三个方面着手：
（1）节省资源的加工方法的研究，即从加工过程中的物质流方面考察加工的绿色性。主要是：
原材料的选择：原材料的来源是否绿色材料，加工废物是否容易回收再利用。
加工工具的选择：是否合适绿色条件下加工，工具磨损废物是否易回收。
加工辅助材料的选择：切削液是否易回收、污染性小。
毛坯成形方法的选择：加工过程中材料去除率低，资源利用率高。
4.2.2硬态车削技术
一、硬态车削的概念
硬态车削是指把淬硬钢的车削作为最终精加工工序的工艺方法。即以车代磨的工艺方法。（淬硬钢通常是指淬火后具有马氏体组织、硬度和强很高、几乎无塑性的淬火钢。）
二、硬态车削的特点
与磨削相比，硬态车削具有以下特征：
1. 加工效益高，经济效益好
采用磨削采取小切深，否则产生磨削烧伤，而硬态车削可采用较大的背吃刀量，金属切除率高，同时车削一次装夹可实现多表面的加工，辅助时间短。
2. 是一种清洁的加工工艺
硬态车削采用的刀具，基本上不用切削液，节省了相关的切削液传输装置和处理装置。
3. 适合柔性加工要求
4. 可获得良好的整体加工精度和表面质量
工件安装次数的减少，可使工件获得较高的位置精度和圆度，车削不会引起表面烧伤和微裂纹。
三、硬态车削的关键技术
硬态车削在加工过程中有以下特点：切削力大（特别是径向力比较大）、切削温度高、刀具使用寿命短。
一、硬态车削刀具
1. 硬态车削的刀具材料: 立方氮化硼（CNB）、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金。
2. 硬态车削的刀片形状：选择强度高、散热条件好的刀片形状和尽可能打得刀尖圆弧半径。
3. 硬态车削的刀具角度：选择较大的负前角和预磨出负倒棱。
二、硬态车削机床
1. 机床的刚度、转速和功率要求较高；
2. 机床导轨的精度要求高、直线性要好、间隙要小，不能出现爬行现象；
3. 机床要有良好的热稳定性。
三、硬态车削切削用量
对于陶瓷刀具，可选用较高的切削速度和加打得切削深度和较小的进给量；
对于硬质合金刀具，按照传统的切削用量的选择原则。
4.2.3 干式切削技术
一、干式切削技术的概念
切削液的负面影响：
1.切削与磨削加工过程中产生的高温会使切削液变成雾状挥发，污染空气、威胁操作者的；
2.切削液的供给和管理和费用，特别是有毒有害切削液及黏带有切削液的切屑的处理费用相当高，大大增加了生产的成本。
3.切削过程中，切削液具备的德冷却、润滑和排屑等作用没能充分有效的发挥。
干式切削技术就是在切削或磨削过程中少用或不用切削液的新兴工艺技术，以适应清洁生产和降低成本的绿色制造技术。
二、干式切削技术的特点及关键技术
（一）干式切削技术的特点
1.形成的的切屑干净清洁无污染，易于回收和处理；
2.省去了与切削液有关的传输、回收、过滤等装置及相应的费用，简化了生产系统，降低了生产成本。
3.省去了切削液与切屑的分离装置及相应的电气设备，机床结构紧凑，减少了占地面积；
4.对环境的污染减少。
（二）实施干式切削的必要条件
1.干式切削的刀具技术
（1）刀具应具有优异的耐热性能（高温硬度）与耐磨性能：刀具能承受干式切削时的高温是实现干式切削的关键；
（2）尽量减少刀具与切屑间的摩擦系数：方法是对刀具进行涂层，一类是硬涂层，在刀具表面涂上TiN、TiC或Al2O3；一类是软涂层，在刀具表面涂上硫化物MnS2或WS2 等减摩涂层，这种涂层刀具称为自润滑刀具。
（3）切屑的排除技术：a. 重力排屑法，传统的立式钻削方式是从上向下进给，切屑向
上返回；干式切削采用钻头向上进给；b.虹吸原理排泄法，用干燥空气将切屑从孔中吸出；
c.利用真空或喷气系统改善排屑条件；
d.用复杂的刀具的几何结构解决封闭空间的排屑条件。
2.干式切削的机床技术
机床技术要解决的技术问题：
（1）切削热的传出：设置内循环冷气系统提高机床工艺系统的热稳定性。
（2）切屑的排除：一方面在切削机床设计时，采用立式主轴和倾斜床身；另一方面，采用特殊的排屑措施，可采用吸气系统江工作台和其他支承部件上的热切屑带走以防止切屑的堆积，也可以采用过滤系统将干式切削产生的尘埃颗粒并由吸气系统及时吸走。
三、干式切削技术的方法
（一）风冷却切削
基本原理是：从压缩空气源的空气经过空气吸湿器除去水分后，进入空气冷却器冷却至-30○，再经绝热管由风嘴将冷风送至需要冷却的部位，同时喷入少量植物油以防锈并兼有一定的润滑作用。
（二）液氮冷却干式切削
液氮冷却干式切削是采用液氮使切削区处于低温冷却状态进行切削加工。主要有两种形式：一是采用液氮自身的瓶装压力喷射到切削区域进行冷却；另外一种是液氮受热蒸发循环，间接使刀具冷却。
（三）准（亚）干式切削
干式切削过程产生的问题：
使第二变形区的摩擦状态和刀具磨损机理发生变化，刀具磨损加快
由于工件材料本身的热塑性和增加使得切屑的折断、控制反处理困难；
加工表面质量不稳定。
准（亚）干式切削的概念：准（亚）干式切削是一个介于纯干式切削和湿式切削之间的最小润滑技术（MQL），原理是将压缩空气与少量的切削液混合气化后，再喷射到工件的加工部位，使刀——屑接触区得到冷却和润滑。
实施MQL的关键技术是：（1）如何保证切削液可靠进入切削区进行充分冷却和润滑，解决办法是采用外喷法和内喷法；（2）如何确定所需的切削液用量。
（四）用水蒸气作冷却润滑剂
4.2.4干式切削技术射流注液切削
一、水射流加工原理
水射流加工是以一束从小口径孔中射出的告高速水射流作用在材料上，通过将水射流的动能变成去除材料的机械能，对材料进行清洗、剥层、切割的加工技术。
水射流加工的机理是由射流液滴与材料的相互作用过程和材料的实效机理决定的。
（1）射流液滴与材料的相互作用过程
射流液滴接触到物体的表面时，速度发生突变，导致液滴状态，内部压力及接触点材料内部应力场发生突变，在液-固接触面上存在一个极高的压应力区域，他对材料的的破坏过程起主导作用。
（2）材料的失效机理
高压水射流作用于物体表面，会引起材料结构的破坏，主要是由于以下作用造成的：射流的打击力作用、水楔作用、射流脉冲负荷引起的疲劳破坏作用、气蚀破坏作用等。
二、水射流加工特点及应用
1. 切割品质优异
水射流是一种冷加工方式，“水刀”不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不发生变化，几乎不存在机械应力与应变，切割缝隙（纯水切口约为0.1mm至1.1mm，砂水混流切口约为0.8mm至1.8mm。随着砂刀的直径扩口，其切口也就越大）及切割斜边都很小（大部分所看到好的切割品单侧斜边为0.076mm至0.102mm之间），无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此切割品质优良。
2. 几乎没有材料和厚度的限制：
无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡胶、纸张及复合材料，皆可适用。
3. 节约成本：水切割所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
4. 清洁环保无污染：在切割过程中不产生弧光、灰尘及有毒气体，操作环境整洁，符合环保要求。
高压水射流的应用范围极其广泛，如：玻璃、建筑陶瓷、石材、各种复合材料、黑色金属、有色金属、纸张、木板、布匹、皮革、橡胶、海棉等，几乎包括所有能想象的一切材料。而且“水刀”具有切割速度快、切缝窄、切口光滑、无热变形、加工成本低、加工时无粉尘、无污染等特点。正日益广泛地应用于军工、航天、航空、船舶、汽车、电子、建筑、广告等行业，是一种绿色、环保的高新技术产品。
4.3 特殊切削加工方法
4.3.1 振动切削技术
一、振动切削的概念：
振动切削是一种脉冲切削，是在传统切削过程中给刀具（或刀具）施以某种参数可控制的有规律的振动。在振动切削过程中，刀具与工件周期性地接触与离开，切削速度的大小和方向不断地变化。
二、振动切削的分类：
1. 按振动性质分为自激振动切削（利用切削过程中产生的振动进行切削）和强迫振动切削（利用专门的振动装置，使刀具或工件产生某种有规律的可控制的振动来进行切削）。
2. 按振动频率分为高频振动切削（16kHz z >f ，应用超声波发生器、换能器、变幅杆
来实现）和低频切削（200Hz z 3.按振动方向分为主运动方向振动切削、进给方向振动切削和切削深度方向振动切削。 三、振动切削的特点 1.切削力大大减小：切削变形小，刀-屑间摩擦系数小； 2.切削温度明显降低：由于刀-屑间摩擦系数小，切削热在极短的时间内来不及传导切削区，切削液的冷却效果得到充分的发挥。 3.切削液的作用得到充分的发挥:超声振动切削会在切削液内产生“空化”作用，一方面使切削液均匀乳化，形成均匀一致的乳化液微粒；另一方面使切削液微粒获得了更大能力更容易进入切削区。 4.可以提高刀具使用寿命。 5.可以控制切屑的形状和大小，改善排屑效果 6.提高了加工精度和表面质量 7.提高了已加工表面的耐磨性和耐蚀性 四、振动切削的机理 1.摩擦系数减小：（1）振动使相互接触的材料间的静、动摩擦系数减小；（2）超声振动使切削液产生空化，充分发挥切削液的作用；在无切削液的瞬间，前刀面生成氧化膜。 2.剪切角增大：振动切削时，刀具冲击被切材料产生的裂纹深度比实际切削长度大得多，在刀具前方产生裂纹形成一个附加的剪切角η。 3.工件刚性化：振动切削的效果同加工大直径刚性好的工件一样。 4.应力和能量集中：超声振动使得切削力和能量集中在切削刃前方工件很小的范围内，工件材料的原始晶格结构变化微小，因此加工表面质量好，加工硬化和加工变质层很小。 5.相对净切削时间短：超声振动时，在每个振动周期内，只有少量时间在切削，其余时间刀具与工件是分离的。 五、振动切削对切削过程的影响 1.周期性地改变切削速度 振动切削时实际切削速度的大小和方向随时间变化而变化，在一个振动周期里，前半周期，实际切削速度大于工件速度即：v v C >，二者方向相同；后半周期，实际切削速度小 于工件速度即：v v C <，二者方向相反； 2.周期性地改变刀具工作角度 根据切削用量对刀具工作角度的影响可知，当切削用量发生变化时，刀具的工作角度也随之变化。振动切削过程中，实际切削速度成周期性变化，因此，刀具的工作角度也随之周期性的变化。 3.改变已加工表面的形成过程，提高表面质量和加工精度 （1）瞬时零位振动切削机理：在刀具振动频率小于工件固有频率0f f z <的情况下，对工件而言，当031f f z <时，受T t c 31<时间的脉冲力作用，工件才处于零点附近并瞬间切削生成切屑，在其余时间里，切削刃与工件总是分离的，不起切削作用。 （2）不灵敏性振动切削机理——刚性化振动切削机理：在刀具振动频率大于工件固有频率0f f z >的情况下，工件的动态位移仅为传统切削位移的T t c /倍，相当于给工件系统 增加了刚性。 4.切削力的波形影响切削过程 由于脉冲切削时间极短，切削热也以脉冲的形式出现，切削温度低，提高了刀具寿命，减少了加工硬化和残余应力的产生；脉冲切削力使切削利用了刀具和工件的振动过渡过过程，由于脉冲时间小于刀具与工件振动的过渡时间，刀具切削工件时强迫工件振动，而工件还未来得及振动，刀具就离开了工件，这就是振动切削能减小振动，提高加工精度和减小表面粗糙度的原因。 六、振动切削装置及其应用 1.分类 （1）自激振动切削装置和强迫振动切削装置 （2）机械、电气、气动和液动装置 （3）单向直线、双向平面和三向空间振动切削装置 2.机械振动切削装置 3.超声振动切削装置 主要有三个部分：超声波发生器、换能器和变幅杆 4.振动切削在难加工材料加工中的应用 （1）在切削难加工金属材料中可以实现以车代磨（如加工淬硬钢和不锈钢等）； （2）在难加工工序中的应用(如铰精密小孔或盲孔) （3）在陶瓷材料加工中的应用 （4）在纤维增强复合材料切削中的应用 4.3.2加热辅助切削 一、加热辅助切削的概念 加热辅助切削是把工件的整体或局部通过各种加热方式加热到一定温度后再进行切削的一种新加工技术，其目的是通过加热来软化工件材料，使工件材料的硬度、强度等性能下降，易于产生塑性变形、减小切削力、提高刀具使用寿命和生产率、抑制积屑瘤的产生，改变切屑形态、减小振动、减小表面粗糙度。 二、加热辅助切削的机理 1.加热温度使刀具与工件的强度、硬度比比值增大 2.加热温度影响工件材料的加工硬化：加热切削使得工件的加工硬化减轻。 3.加热温度影响工件的导电性能：一般纯铁以及铁素体、珠光体组织钢材的导热系数岁温度的升高而减小，而奥氏体、高铬耐磨铸铁及钛合金等难加工材料的导热系数却随温度的升高而增大，从而使更多的切削热由工件方面传导出去，降低了切削温度，减小了刀具磨损。 三、加热辅助切削的加热方法 加热辅助切削技术的关键技术在于加热的方法，加热方法必须满足以下条件： （1）尽可能只对工件的剪切变形区加热，其余部分应不加热或少加热，以防工件热变形及金相组织改变； （2）能提供足够热量并保持温度恒定； （3）装置的安装、调整、使用应方便可靠安全； （4）装置应结构简单、便于维护、费用低。 加热辅助切削的加热方法有两类：整体加热和局部加热。 1.电加热与电加热辅助切削 电加热辅助切削的主要作用是利用低压大电流对切削区域进行局部加热，通过提高切削温度影响加工效果。其优点是：设备简单、造价低、通用性好、温度调整方便、热量集中于切削区、耗能少、热效率高；工件局部受热时间短、范围小，一般不会引起工件表层材料的组织及物理力学性能的明显变化；消除了积屑瘤、磷刺等现象，是切屑从不连续到连续，减小了加工表面粗糙度。 2.激光加热与激光加热辅助切削 激光加热辅助切削技术是在切削过程中以激光束为热源，对工件进行局部加热，使加热部位材料的强度和硬度降低，再用刀具进行切削，从而达到提高难加工材料加工效率、刀具使用寿命和加工表面质量的目的。其优点是：热量集中、温升迅速，热量由表及里逐渐渗透，刀具与工件界面热量少，激光束可以照到工件的任何部位并形成聚焦点，可实现有控制的局部加热。 3.等离子弧加热与等离子弧加热辅助切削 等离子弧加热是由等离子弧发生器所产生的等离子弧实现对工件的加热。优点是：允许切削速度高，用陶瓷刀具加工时效果更好，缺点是必须对弧光进行防护，设备复杂，费用高。 3.3.3低温切削技术 一、低温切削技术的概念 低温切削技术是指采用低温液体（如液氮-186度、液体CO2-76度）及其他冷却方法，在切削过程中冷却刀具或工件，从而降低切削区温度、改变工件材料的物理力学性能，以保证切削的顺利进行，该方法可以有效地减小刀具磨损，提高刀具使用寿命，提高加工精度、表面质量和生产效率。 二、低温切削技术的特点 1.可减小切削力：由于低温切削降低了切削区的温度，使工件材料的塑性和韧性降低、脆性增加，切削变形减小，切削力减小。 2.大大降低切削温度 3.刀具使用寿命大幅度提高 4.提高了加工表面质量 三、低温切削技术的分类 1.根据冷却对象分为冷却刀具低温切削和冷却工件低温切削 2.根据冷却方式分为内冷式切削和外冷式切削 四、低温切削技术的应用 1.难加工材料的低温切削 2.黑色金属的高精密切削 4.3.4磁化切削技术 一、磁化切削概念 是使刀具或工件或两者同时在磁化条件下进行切削加工的方法。即可将磁化线圈绕于工件或刀具上，在切削过程中给线圈使其磁化。其特点是方法简单，使用方便、不需要昂贵的设备投资和机床改造，使用原有的传统机床就可以使刀具使用寿命得到显著的提高。 二、磁化切削的分类 1.工件磁化法：在机床上安装电磁铁，工件装夹通电后产生磁场使工件磁化；把工件置于绝缘线圈中。 2.刀具磁化法：将绝缘线圈缠绕在刀具山峰，通电后磁化切削；刀具材料中加入磁性材料；用磁化装置对刀具进行磁化。 3.工件和刀具同时磁化 三、刀具磁化装置 1.脉冲磁化装置：利用桥式整流电路对电容C进行单向充电达到饱和后，继电器KA动作切断电路，接触器KM恢复常闭、常开触电的工作状态，电容C通过接触器常闭触点、整流二极管V向电磁铁线圈放电，刀具插入线圈中即被磁化。 2.直流磁化装置： 3.交流磁化装置： 四、磁化切削效果 1.切削力和切削功率明显减小 2.摩擦系数明显降低 3.切削温度降低 4.磁性刃磨刀具具有良好的综合效果 5.刀具磨损减小，使用寿命得到提高 五、磁化切削机理 1.刀具材料强化 该观点认为，磁化强度无论是大于或是小于高速钢的磁饱和强度极限，都能使高速钢刀 具材料得到强化，从而提高刀具使用寿命。原因是：当磁化强度小于高速钢刀具材料的磁饱和强度极限时，剩余磁场的作用会使刀具的粘结磨损减小；当大于高速钢刀具材料的磁饱和强度极限时，强磁场的会使刀具材料得到磁致伸缩的亚结构强化。 2.刀具材料表面硬度提高，从而提高刀具耐磨性 3.刀具表面粗糙度减小 4.刀具材料金相组织改善 5.切削温度明显降低 文件编号：TP-AR-L1663 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 切削技术在机械加工中的应用(正式版) 切削技术在机械加工中的应用(正式 版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 机械加工是对结构复杂的零件进行再加工，加工 工艺复杂，设计到模具、光学元件、集成电路、计算 机技术等多个领域。金属切削加工是机械加工必不可 少的手段，在机械加工过程中选择合理的切削刀具及 切削用量是提高机械加工工件质量的保障，研究数控 切削加工技术特点，对于提高加工工件精度具有重要 的现实意义。 随着现代工业经济的快速发展，机械制造业在整 个国民经济中占有十分重要的地位, 金属切削加工是 机械加工过程中必不可少的手段。随着数控技术及刀 具技术共同发展的同时，切削刀具及切削速度都得到了高速发展，在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm进步到5μm，精密级加工中心则从3～5μm进步到1～1.5μm，（高速加工中心）并且超精密加工精度已开端进入纳米级（0.01μm）。刀具材料和涂层技术使用范围不断扩大，涂层硬质合金刀具的切削性能得到大幅提高。新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关，高速切削还适用于硬切削、干切削和重切削，是提高切削效率的有效手段。 国内外切削技术现状分析 为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的要求，切削刀具表面涂层可有效提高切削刀具使用寿命，使刀具获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率。 切削加工和刀具技术的现状与发展 摘要:高速加工是以较快生产节拍进行加工，提高切削和进刀速度是高速加工技术的重要环节。高速加工技术的发展涉及到零科毛坯、刀具、机床、自动控制与检测等多种技术的综合优化，需要变革传统的机加工工艺路线。我国引进的轿车零部件数控自动生产线上已广泛应用高速加工技术，其主要目的是在确保产品质量的前提下，尽量缩短零件的机加工工艺路线，加快生产节拍(轿车发动机生产节拍已缩短为30秒)，满足轿车高质量、高速率、低成本、大批量、杜会化生产的技术要求。高速加工技术必将带动零件毛坯制造、刀具(工具)、数控机床、自动控制、在线检侧、材料等技术的发展与进步。随着我国制造业加快融人全球化生产制造体系，预计高速加工技术将在信息化、柔性化机械加工领域得到进一步发展和推广应用。 1、引言 对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺(方式)：或采用一工位多工序、一刀多刃，或以车、铰、铣削替代磨削，或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式)，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。 2、现代切削技术的发展 20世纪90年代以来，激烈的市场竞争推动以机械制造技术为先导的先进制造技术以前所未有的速度和广度向前发展。高生产率和高质量是先进制造技术追求的两大目标。高速切削、精密和超精密切削是当前切削技术的重要发展方向，已成为切削加工的主流技术。 高速切削技术 高速切削的主要内容包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。高速切削是一个相对概念，对其切削速度范围的界定目前国内外专家尚未达成共识。通常认为高 压力加工技术概述 近十年来,由于工业的蓬勃发展,压力加工工艺规程大量地被采用着,为了完成这些工艺规程,又创造了大量的锻压机器,如自动机,机械化、自动化装置和自劫线。 随着现代化生产过程的出现,‘劳动生产率不断得到提高,这主要是依靠成批和大量生产零件,同时合理采用最先进的工艺规程和符和这些工艺规程要求的高效率机器与工具。 成批和大量生产机器和仪器,首先要使零件的结构符合机械化、自动化的要求，并要能最大限度地缩短这些零件的生产周期。生产经验证明,符合这些要求的大多是板料冲压件。如:在拖拉机制造部件中板料冲压件,占35~40%;汽车制造部件中占60~75%;电机制造部件中占60~70%;仪表制造部件中占70~75%;精密工业(打字机等)中占80~85%；日用品工亚中占95~98%。这些数据,不但说明板料冲压在许多重要工业部件中所占比重很大,而且不能想象,没有压力加工,会使这些部件作出一系列对工业发展有极其重要意义的产品来。这些教据同样也说明，压力加工对许多重要工业部件在提高劳动生产率上起着重要的作用。和切削加工比较,压力加工有下列优点: 1.生产率高。装有连续动作模具的自动机,在许多情况下,一分钟可以制造2500~3000个零件,而且这些零件并不需要再在金属切削机床上继续加工。 2.不需要技水水平很高的工人操作锻压机器,因为冲压工人的业务较简单,操作技术也容易掌握。. 3.材料损失少。例如采用锻压设备加工一百万吨轧制钢材,可以节约25~30万吨钢材，同时可以节省3千万个机床小时，节省1万台金属切削机床和将近3万个工人。 4.达到良好的互换性。因为现代化的压力加工方法能够使零件达到很高的精度，几乎不再需要机床来加工了。一般冲压精度为4~5级，而精整、精压和冷减经的精度为2~3级。 5.生产系统实现专业化为了满足产量和质量的要求，往往把轧机分为大批量专业化轧机和小批量多品种轧机两类。前者为主要生产力量，采用专用设备及专用加工线进行生产，以利于提高产量、质量和降低成本。 6.采用自动控制不断提高产品精度计算机自动控制，大大提高了对钢材尺寸、形状和表面质量的控制精度。例如，能使厚5mm以下的热轧宽带钢的厚度精度控制到±0.025 mm，冷轧带钢厚度精度控制到±0.004mm，使带钢宽度公差控制到5mm；能使盘重4.4t的线材直径精度控制在0.1mm以内；冷加工钢管外径偏差达±0.05 mm，壁厚偏差±0.01 mm，表面特性达到极光表面的镜状光泽面。 7.发展合金钢种与控制轧制工艺以提高钢材性能利用锰、硅、铌、钛、钒等微量合金元素生产低合金钢种，配合控制轧制或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能，延长使用寿命。近年来，由于工业发展的需要，对石油钻采用管、造船钢板、深冲钢板和硅钢片等生产技术的提高特别注意，所以，在这方面取得的进步也特别显著。 8.不断扩大钢材品种规格及增加板带钢和钢管的产品比重钢材 高速切削加工技术 在现代机械切削加工技术中，高速切削正在越来越多地被人提及，其技术已开始被使用，随之而来的，首先是高速机床，那么，高速切削与传统切削技术究竟有什么不同? 其实现的条件是什么? 实现它有哪些益处? 其适用性怎么样呢? 本文将试图回答这些问题，并且尽可能结合目前在世界上居领先水平的瑞士MIKRON公司的机床的结构、特点来分析，用它同目前国内仍在普遍应用的传统的加工方法和切削理论相比较，促进高新技术在国内的应用和普及。 缩短加工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品的高精度和高质量，是我们提高劳动生产率、实现经济性生产的一个重要的目标。有人认为，一提高速加工，就是主轴转速要几万转；只要主轴转速一达到几万转，就可以实现高速切削，这其实是不全面的。 随着科学技术的发展，现代机床已经具备了下面的条件，也只有具备这些条件，才会使得高速切削成为可能。 1.机电一体化的主轴，即所谓电主轴。现代化的主轴是电机与主轴有机地结合成一体，采用电子传感器来控制温度，自有的水冷或油冷循环系统，使得主轴在高速下成为“恒温”；又由于使用油雾润滑、混合陶瓷轴承等新技术，使得主轴可以免维护、长寿命、高精度。由于采用了机电一体化的主轴，减去了皮带轮、齿轮箱等中间环节，其主轴转速就可以轻而易举地达到0～42000r/min，甚至更高。不仅如此，由于结构简化，造价下降，精度和可*性提高，甚至机床的成本也下降了。噪声、振动源消除，主轴自身的热源也消除了。MIKRON公司便采用了本集团“STEP－TEC”公司生产的电主轴，这种电主轴采用了其特别的、最先进的矢量式闭环控制、高动平衡的主轴结构、油雾润滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度控制系统，确保主轴在全部工作时间内温度衡定。 何为矢量式闭环控制呢？其实就是借助数/模转换，将交流异步电动机的电量值变换为直流电模型，这样，既可实现用无电刷的交流电机来实现直流电机的优点，即在低转速时，保持全额扭矩，功率全额输出，主轴电机快速起动和制动。以UCP710机床切削45#钢为例，用STEP-TEC 的主轴铣削，铣刀直径?63mm, 主轴转速为1770r/min，金切量为540cm3/min；在无底孔钻孔时，钻头直径?50mm, 转速1350r/min，可一次钻出，而无需常用的先打中心孔,而后钻孔再扩孔的方法。 2.机床普遍采用了线性的滚动导轨，代替过去的滑动导轨，其移动速度、摩擦阻力、动态响应，甚至阻尼效果都发生了质的改变。用手一推就可以将几百公斤甚至上千公斤的重工作台推动。其特有的双Ｖ型结构，大大提高了机床的抗扭能力；同时，由于磨损近乎为零，导轨的精度寿命较之过去提高几倍。又因为配合使用了数字伺服驱动电机，其进给和快速移动速度已经从过去最高的6m/min，提高到了现在的20～60m/min，MIKRON公司的最新型机床使用线性电机，进给和快移速度可达80m/min。 3.目前最先进的数控系统已经可以同时控制8根以上的轴，实现五轴五联动，甚至六轴五联动，多个CPU，数据块的处理时间不超过0.4ms；同时，均配置功能强大的后置处理软件，运算速度快，仿真能力强且具备程序运行中的“前视”功能，随时干预，随时修改。外接插口，数据传输速度快，甚至可以与以太网直联；加上全闭环的测量系统，配合使用数字伺服驱动技术，机床的线性移动可以实现1～2g的加速和减速运动。 4.机床床身结构进一步优化，现代机床均采用落地式床身，整体铸铁结构，龙门式框架的主轴立柱，尽可能由主轴部件来实现二轴甚至三轴的线性移动，考虑到刀具重量的变化极小，这样，在工件乃至工作台不进行快速线性移动的情况下，机床快速线性移动的部件的重量近乎常量，因此，更容易实现快速加速和减速情况下的运动惯量及实现动态平衡，减少由于动态冲击所带来的 1 先进制造技术的概念与特点 一般认为：先进制造技术是指制造业(传统制造技术)不断吸收机械工程技术、电子信息技术(包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术)、自动化控制理论技术(自动化技术生产设备)、材料科学、能源技术、生命科学及现代管理科学等方面的成果;并将其综合应用于制造业中产品设计、制造、管理(检测)、销售、使用、服务(售后服务)以及对报废产品的回收处理这样一个制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应、竞争能力，取得(具有市场竞争能力的)理想经济技术综合效果的制造技术的总称。 由以上先进制造技术的概念可以看出先进制造技术有如下特点： 1)先进制造技术不是一成不变的，而是一个动态过程，要不断吸取各种高新技术成果，并将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及全部过程，并实现优质、高效、低耗、清洁的生产。 2)先进制造技术是面向新世纪技术系统，它的目的是提高制造业的综合效益，赢得国际市场竞争。 3)先进制造技术是不仅限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容。 4)先进制造技术是特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技术，在产品设计、制造和生产管理等方面的应用。 5)先进制造技术是强调各专业学科之间的相互渗透、融合和淡化，并最终消除它们之间的界限。 6)先进制造技术是特别强调环境保护，要求产品是所谓的“绿色产品，要求生产过程是环保型的。2.先进制造技术在机械制造业中的应用 如前所述，先进制造技术是一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造技术。近几年，机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。 1)企业生产方式发生重大变革。由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了五个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变;从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变;从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变;从以技术为中心向以人为中心转变。 2)机械制造业的先进制造工艺以及自动化技术的形成和发展。在整个机械制造的过程中，工艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要，形成和发展了许多先进的制造工艺及自动化技术。从而充实、发展了整个先进制造技术群，带动了其他制造业的发展。这些先进制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。(1)毛坯制造工艺。毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年，出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺，例如，外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术;钢液精炼与保护技术;高效金属型铸造工艺及设备;气化模铸造工艺与设备等。锻压方面出现了精确高效 先进制造技术综述 Prepared on 22 November 2020 先进制造技术产生的背景 摘要 随着科学的发展与技术的进步，先进的制造技术越来越成为在科技竞争中成功的一个重要条件。先进制造技术是制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群。本文主要在社会经济发展、科学技术发展、可持续发展战略等几个方面分析了先进制造技术产生的背景。 关键词先进制造技术背景社会发展科学技术可持续发展 1 制造技术的进步与发展 制造技术 制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其它生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品、半成品和技术服务的技术群[1][2]。制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。 制造技术的发展时期 ⑴工场式生产时期 18世纪后半叶，蒸汽机和工具机的发明，揭开了近代工业的历史，促成了制造企业的雏形——工场式生产的出现，标志着制造业以完成从手工作坊式向以机械加工和分工原则为中心的工厂式的艰难转变。 ⑵工业化规模生产时期 19世纪电气化技术的发展，开辟了电气化新时代，制造业得到了飞速发展，出现了大批量生产的局面。 ⑶刚性自动化发展时期 20世纪初内燃机的发明、泰勒科学管理方法的应用、福特公司的流水生产线，引起了制造业的革命，降低了生产成本。然而，这也仅仅适用于单一品种的大批量生产的自动化。 ⑷柔性自动化发展时期 二次大战之后，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速的发展，推动了生产模式由中大批量生产向多品种小批量柔性生产自动化转变。期间形成了一批新型的柔性制造的技术，如数控技术（CNC）、FMC、FMS等。同时，现代化的生产管理模式开始应用到生产中，如JIT 、TQM 等。 ⑸综合自动化发展时期 高速加工技术现状及发展趋势 1引言 对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或移动)速度超过普通切削5～10倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺(方式)：或采用一工位多工序、一刀多刃，或以车、铰、铣削替代磨削，或以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式)，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开发、加工制造、市场营销及反馈信息。这与敏捷制造工程技术理念有相同之处。 高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。在激烈的市场竞争中，要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时，由此牵引高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业(如现代轿(汽)车生产企业)；随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、 单件小批制造加工(机械制造业中，这种生产模式将占到总产值的70%)，高速加工技术必将在生产工艺离散型或混和型企业中(如模具、能源设备、船舶、航天航空…等制造企业)得到进一步应用和发展。 二十世纪末期，我国变革计划经济体制，改革开放，建成有中国特色社会主义市场经济体制。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备)，在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。企业家们对现代信息技术和企业制度、机制在未来可持续发展、市场竞争中的重要地位和作用，认识日益深刻。社会主义市场经济环境，不仅促进企业转制、调整产业、产品结构和技改，还给企业展现出应用和发展高速加工技术良好而广阔的前景。 2我国引进数控轿车自动生产线中的高速加工技术 二十世纪八十年代以来，我国相继从德国、美国、法国、日本…等国引进了多条较先进的轿车数控生产自动线，使我国轿车制造工业得到空前发展。其中较典型的是来自德国的一汽--大众捷达轿车和上海大众桑塔纳轿车自动生产线，其处于国际二十世纪九十年代中期水平。其中应用了较多较实用的高速加工技术。从中可部分了解到世界高速加工技术的现状与发展趋势。本文重点介绍一汽--大众捷达轿车传、发生产线。 引进的捷达数控轿车自动生产线概况 一汽--大众捷达轿车自动生产线由冲压、焊接、涂装、总装、发动机及传动器等高速生产线组成。同步引进德国大众汽车公司并行工程管理模式与管理技术， 2011 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:微细超精密机械加工技术原理及系统设计学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计及理论 学生姓名:杨嘉 学号:10S008214 学生类别:学术型 考核结果阅卷人 微细加工技术概述及其应用 摘要 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削 1微细加工技术简介及国内外研究成果 1.1微细加工技术的概念 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。 现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，微细超精密加工的主要方法如下： 微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了 高速切削加工技术 高速切削加工技术是21世纪的一种先进制造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景。通过高速切削加工技术可以解决在汽车模具常规切削加工中备受困扰的一系列问题。 近年来，在美国、德国、日本等工业发达国家高速切削加工技术在大部分的模具公司都得到了广泛应用，85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工技术集高效、优质、低耗于一身，已成为国际模具制造工艺中的主流。 我国有关汽车模具高速切削加工技术的研究起步较晚。据国际模协秘书长罗百辉介绍，我国众多模具企业相继从美国、德国、法国、日本等国家购买了大量高速加工设备及切削刀具，并在实践中摸索汽车模具高速切削加工的工艺技术，取得了一些成功经验。但是，一方面，引进设备不等于引进技术。高速切削尤其是大型汽车覆盖件模具的高速切削方面，没有成功的经验可供借鉴，怎样使引进的设备尽快发挥出应有的作用是摆在企业管理者和工程技术人员面前的一大课题；另一方面，技术人员在工作中边学习边应用，摸索、积累了一定的高速切削加工实例、工艺参数和工作经验，怎样将这些宝贵的经验和教训总结保存供其他技术人员借鉴、避免多走弯路也是一项难题。 高速切削加工技术在国内外汽车模具制造行业得到了广泛的应用，并且已取得了巨大的效益，但是高速切削加工的机理和相关理论至今仍不完善，针对汽车模具的高速切削数据库尚未建立。国内外企业选择高速切削刀具参数和高速切削加工参数的方式仍以传统的“试 切”法和“经验”法为主，在加工某一新型材料时，往往需要使用多种刀具进行重复切削试验，研究分析刀具的磨损、破损方式及其原因，从中找出一组最佳的刀具材料和加工参数，如此反覆多次，盲目性大，并且浪费大量的人力、财力和资源。而针对特种材料如合金铸铁、高强度合金钢、超级合金（如钛合金）等材料的高速切削加工，如何根据材料特性选择合适的切削刀具，如何设计合理的切削参数，目前仍在研究和发展中。 通过国内外汽车模具制造行业的高速切削加工技术实践应用，高速切削加工技术具有如下优势： 1、高速切削加工提高了加工速度 高速切削加工以高于常规切削10倍左右的切削速度对汽车模具进行高速切削加工。由于高速机床主轴激振频率远远超过“机床—刀具—工件”系统的固有频率范围，汽车模具加工过程平稳且无冲击。 2、高速切削加工生产效率高 用高速加工中心或高速铣床加工模具，可以在工件一次装夹中完成型面的粗、精加工和汽车模具其他部位的机械加工，即所谓“一次过”技术（One Pass Machining）。高速切削加工技术的应用大大提高了汽车模具的开发速度。 3、高速切削加工可获得高质量的加工表面 由于采取了极小的步距和切深，高速切削加工可获得很高的表面质量，甚至可以省去钳工修光的工序。 4、简化加工工序 先进制造技术课程论文 学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 2014年4月20 自动化立体仓库的基本设施与特点 摘要:自动化立体仓库又称自动化高架仓库和自动存储系统。它是一种基于高层货架、采用电子计算机进行控制管理、采用自动化存储输送设备自动进行存取作业的仓储系统。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量的关键系统，在自动化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。 自动化立体仓库系统最早在美国诞生。20世纪50年代初美国开发了世界上第一个自动化立体仓库，并在60年代即采用计算机进行自动化立体仓库的控制和管理。日本在1967年制造出第一座自动化立体仓库，并在此后的20年间使这一技术得到广泛应用。进入20世纪80年代，自动化立体仓库在世界各国发展迅速，使用的范围涉及几乎所有行业。 关键字:自动化；立体仓储；发展；高效率； 正文： 一、自动化立体仓库的概述 （一）、自动化立体仓库的发展 随着现代工业发展的发展，柔性制造系统、计算机集成制造系统和工厂自动化对自动化仓库提出更高的要求，搬运存储技术要具有更可靠更实时的信息，工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。无线数据通信、条形码技术和数据采集越来越多的应用于自动化立体仓库系统。 在自动化立体仓库发展过程中，经历了自动化、集约化、集成化和智能化几个发展过程。自动化时期主要在20世纪60到70年代，随着计算机技术的发展，自动化立体仓库得到了迅猛发展。在1967到1977年 10年中，日本建设超过了8000套自动化立体仓库系统。集约化发展是伴随大规模生产需求而发展的。其 规模曾经发展到超过100个巷道，货位数超过20万个。但事实表明，大型自动化立体仓库系统已不再是发展方向。美国Hallmark公司安装的多达120个巷道的系统已经达到巅峰。为了适应工厂发展的新趋势，出现了规模更小，反应速度更快，用途更广的自动化仓库系统。它结合先进的控制技术，应用到分段输送和按预定线路输送方面保持了高度的柔性和高生产率，满足了工业库存搬运的需要。儿大规模的立体仓库系统一般应用于大型配送中性。集成化的标志是随着信息系 数控技术结课论文 题目： 超高速切削技术的发展现状及趋势 学 部 信息科学与工程学部 学科门类 工学 专 业 XXXXXX 学 号 XXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXX 指导教师 XXXX 20XX 年XX 月XX 日 装 订 线 河北大学工商学院 超高速切削技术的发展现状及趋势 摘要 当前机械制造业领域中先进制造技术的应用越来越广泛而深入，超高速加工技术作为先进制造技术的重要组成部分,也已被积极地推广使用。本文主要针对于先进制造技术中超高速切削这一方面做了广泛的调查研究，阐述了什么是超高速切削技术以及超高速切削技术的发展现状，并对超高速切削技术在国内和国外的发展做了具体仔细的分析比较，就超高速切削技术的未来发展趋势做了简明的分析。 关键词：先进制造；高速切削；数控机床；发展现状 The present status and development trend of high speed cutting technology ABSTRACT Application of the current field in mechanical manufacturing industry and advanced manufacturing technology more widely and deeply, ultra high speed cutting technology is an important part of advanced manufacturing technology, has also been actively promoting the use of. In this paper, aiming at the super advanced manufacturing technology of high speed cutting this has done extensive research, mainly expounds what is ultra high speed cutting technology and the high speed cutting technology development status, and make a specific careful analysis on the two aspects of high speed cutting tool and the high speed cutting technology of high speed cutting technology, the future development trend ultra high speed cutting technology has made the concise analysis. Key words：Advanced manufacturing；High speed cutting；CNC machine tool；Development Status 先进制造工艺技术 摘要：随着市场竞争的日趋激烈化，生产规模、生产成本、产品质量和市场响应速度相继成为企业的经营目标，先进制造工艺应运而生。先进制造工艺是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐渐形成的一种制造工艺技术。 With the increasingly fierce market competition, production scale, production costs, product quality and market responsiveness have become the business objectives, advanced manufacturing technology came into being. Advanced manufacturing technology is a manufacturing technology in the traditional mechanical manufacturing process based on a constantly changing and evolving development. 先进制造工艺技术旨在粗加工时获得高生产率，精加工时获得高精确度和高表面质量。它是实现优质、高校、低耗、清洁生产的基础，是保证产品参与市场竞争的基础。随着科技的不断发展，制造工艺亦日新月异。（1）先进制造工艺技术的代表性技术有材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术、快速原型制造技术、现代特种加工技术等。 （1）精密和超精密加工已经成为全球市场竞争取胜的关键技术。超精密加工是一个十分广泛的领域，它包含了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工方法主要有传统的切削、磨削，还有利用声、光、电等能源对材料进行加工和处理的方法，以及综合了多种加工方法的复合加工方法。（2）超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械设备。 目前，国外超精密机床的发展在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本,这3 个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非高。（3）1962年美国UnionCarbide公司研制成功半球车床,它是最早使用金刚石刀具实现超精密镜面切削的机床,可用于加工球形和半球形零件,机床为立式布局,电动机通过带轮带动主轴旋转,主轴采 用高精度空气轴承,加工件尺寸精度为0.6μm,表面粗糙度Ra为0.025μm以内（4）。美国LLNL 实验室于20世纪80年代研制成功两台大型超精金刚石车床。一台是卧式DTM-3超精密金刚石车床（5）,该机床为T形结构,采用多路激光干涉测量系统,可对各轴进行直线和偏移误差补偿。其系统分辨率为2.5nm,最大加工直径为Φ2100mm,加工精度方面:形状误差可达28nm, 圆度和平面度可达12.5nm,表面粗糙度Ra可达4.2nm。另一台是立式大型光学金刚石车床LODTM[5],机床主轴系采用液体静压轴承,位置测量系统采用分辨率为0.625nm的7路双频激 光测量系统,50r/min时的主轴回转精度小于51nm,加工精度可达28nm,可加工直径1.65m、高0.5m、质量1360kg的工件。[6]现在仍被公认为世界上精度最高的超精密机床。 (2)高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业。 高速磨削加工是高速加工技术中具有代表性的一种，高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进。20世纪60年代以前，磨削速度在50 m/ s 时即被称为高速磨削；而20世纪90年代磨削速度最高已达500 m/s。在实际应用中，磨削速度在100 m/ s以上即被称为高速磨削。[7] 以砂轮高速、高进给速度和大切深为主要特点的高效深磨技术是高速磨削在高效加工方面的应用之一。[8]高效深磨技术起源于德国，1979年德国P.G.Werner博士预言了高效深磨区的存在合理性，开创了高效深磨的概念，并在1983年由德国Guhring Automation公司创造了当时世界上最具威力的60 kW强力磨床，转速为10000 r/min砂轮直径为400 mm，砂轮 圆周速度达到100～180 m/s，标志着磨削技术进入了一个新纪元。1996年由德国Schaudt 先 进 制 造 技 术 综 述 学院：机械工程学院 专业：机械制造及其自 动化 《先进制造技术》试题 在课程学习和检索文献资料的基础上,撰写一份先进制造技术综述论文,包括以下具体内容： 1.绿色制造的关键技术。 2.超高速切削和超高速磨削技术，包括：超高速切削和超高速磨削的机理、关键技术和应用范围。 3.超周密加工技术，包括：超周密车削、超周密砂轮磨削、超周密砂带磨削、电泳磨削的加工原理、技术特点和应用范围。 4.特种加工，包括： （1）电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花表面强化等加工技术的加工原理与特点、应用范围。 （2）激光加工、电子束加工、离子束加工、水喷射加工等加工技术的加工原理、技术特点和应用范围。 5. 先进生产治理的技术，包括：敏捷制造、精益生产、智能制造等先进制造模式的定义、内涵、特点和关键技术等。 6.你自己对先进制造技术进展与创新历程的理解和观点。 答题要求： 1.论文包括题目、摘要、关键词、正文、结语、参考文献等部分。 2.论文正文字数许多于3000字，参考文献许多于30篇。 3.综述时应尽可能提供加工实例及其示图。 4.要按参考或引用的顺序列出文献资料的出处，并在引用处标注。 5.本试题页符在答卷上一并交回，提交试卷时，同时提交电子文档。 6.参照《西安科技大学学报》排版格式。试卷用A4纸，一级标题用黑体四号字，二级标题用仿宋体小四号字，行间距为1.5倍。 7.卷面不得雷同，否则不记成绩。 先进制造技术综述 摘要：本文通过大量列举典型的先进制造工艺和先进 的治理系统来介绍先进制造技术的进展现状及特点，其 中包括典型的先进制造工艺有：绿色制造技术、超高速 加工技术、超周密加工技术以及特种加工技术；典型的 先进治理系统有：敏捷制造、精益制造以及智能制造等 先进制造技术。文中分析了以上各种先进技术的加工原 理、技术特点、关键技术以及该技术的应用范围。最后， 阐述了本人对先进制造技术进展与创新历程的理解和 观点。 关键词：先进制造；绿色制造；超高速加工；超周密加 工；先进生产治理系统 0 引言 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断汲取机械、电子、信息(计算机与通信、操纵理论、人工智能等)、能源及现代系统治理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、治理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高 国内外先进切削加工理论 1 引言 20世纪80年代以来，随着全球化市场竞争日趋激烈，为争取技术优势，各国纷纷开展先进制造技术的研究与开发。伴随着信息技术的不断发展，先进制造技术一方面发展了以数控机床为基础的自动化加工技术，另一方面发展了各种新的加工方法和加工工艺，比较典型的有(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削技术等。微机械(或微型装置)是另一个新型研究领域，其加工技术的开发具有巨大的产业化应用前景。虚拟切削加工技术是在计算机上借助虚拟现实、立体建模和仿真技术，检验产品的设计合理性和可加工性，对产品的加工过程进行模拟与仿真，预测产品的加工质量、制造周期、使用性能等，以便及时修改设计，缩短产品的研制周期，获得最佳产品质量、最低生产成本和最短开发周期。本文主要综述(超)高速切削、干切削、硬切削、(超)精密切削、虚拟切削加工技术的主要研究内容及其关键技术。 2 高速切削加工技术 提高切削速度一直是切削加工领域十分关注并为之不懈努力的重要目标。虽然目前国内外专家尚未对高速切削的切削速度的界定达成共识，但通常认为高速切削的切削速度比常规切削速度高5~10倍以上。 高速切削加工技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC 控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件与软件技术综合应用的基础上发展起来的。因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，高速切削加工技术体系(见图1)是机床、刀具、工件、加工工艺、切削过程监控、切削机理等诸多方面的有机集成。 高速切削加工具有以下特点：①切削力随着切削速度的提高而下降；②切削产生的热量绝大部分被切屑带走；③加工表面质量提高；④在高速切削范围内机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围。以上特点有利于提高生产效率；有利于改善工件的加工精度和表面质量；有利于减少模具加工中的手工抛光；有利于减小工件变形；有利于使用小直径刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；有利于加工较大零部件；可替代其它加工工艺(如磨削)，获得显著的经济效益。但是，随着切削速度的提高，刀具寿命会下降。 目前，航空制造业(尤其是大型整体铝合金薄壁飞机结构件的加工)、模具制造业、汽车制造业等行业均已积极采用高速切削加工技术。在实际生产应用中，应根据具体加工情况合理选用高速机床和加工工艺，不同的生产领域和加工对象对高速机床的性能要求和适用的工艺方法是有区别的。适于高速切削加工的 第一章制造业与先进制造技术 1-1 叙述制造、制造系统、制造业、制造技术等概念，比较广义制造与狭义制造的概念。 制造：把原材料加工成适用的产品。 制造系统：制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品（含半成品）的有机整体，称为制造系统。制造系统还有以下三方面的定义：制造系统的结构定义；制造系统的功能定义；制造系统的过程定义。 制造业：是将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工业品与生活消费品的行业。它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。 制造技术：是完成制造活动所需的一切手段的总和，制造技术已成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科、高度集成的高新技术。 狭义制造是产品的机械工艺过程或机械加工过程。广义制造与狭义制造相比，制造的概念和内涵在范围和过程两方面大大拓展。在范围方面，制造涉及的工业领域远非局限于机械制造，而是涉及机械、电子、化工、轻工、食品、军工等国民经济的大量行业。在过程发面，广义制造不仅指集体的工艺过程，而是指包括市场分析、产品设计、计划控制、生产工艺过程、装配检验、销售服务和管理等产品整个生命周期的全过程。 1-2 试简述制造技术的发展历程。 制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。纵观近两百年制造业的发展历程，影响其发展最主要的因素是技术的推动及市场的牵引。人类科学技术的每次革命，必然引起制造技术的不断发展，也推动了制造业的发展。另一方面，随着人类的不断进步，人类的需求不断变化，因而从另一方面推动了制造业的不断发展，促进了制造技术的不断进步。 两百年来，在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“少品种大批量的规模生产——多品种小批量生产——个性化弹性批量生产；在科技高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集——设备与资金密集——信息密集——知识密集”的方向发展，与之相适应，制造业的资源配置沿着“手工——机械化——单机自动化——刚性流水自动化——柔性自动化——智能自动化”的方向发展。制造技术则从机械化——机电—一体化与自动化——网络化与智能化发展。在组织管理方式上，从集中、固定的组织管理方式——分布、自治的管理——协同、创新的组织管理发展；在生产管理方式上，从面向库存——面向订单——面向市场与顾客发展；与资源环境的关系上，从利用资源、破坏环境——节约资源、关心环境——主动更新资源和美化环境发展。 1-3试简述机床发展历史及其各个阶段机床的技术特点。 1-4 论述制造业在国民经济中的地位与作用如何？ 它涉及到国民经济的许多部门，是国民经济和综合国力的支柱产业。在知识经济条件下，制造业是参与市场竞争的主体，它始终是国民经济的支柱产业。 1-5分析制造业在新世纪所面临的机遇与挑战及发展趋势。 人类进入21世纪后，社会与政治环境、市场需求、技术创新预示着制造业人类进入将发生巨大变化。美国国家科学研究委员会工程技术委员会、制造与工程设计院“制造业挑战展望委员会”对2020年制造业所面员会对临的形势，提出了六大挑战：快速响应市场能力的挑战——全部制造环节并行实现；打破传统经营面临的组织、地域及时间壁垒的挑战——技术资源的集成；信息时代的挑战——信息向知识的转变；日益增长的环保压力的挑战—— 先进磨削技术的新发展 摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削与车、铣削在常规加工材料上竞争可能难分高下。尽管硬车削已经替代了很多磨削加工，但由于粘结技术的进步、高级磨料的应用，磨削依然保持强势。作为先进制造技术中的重要领域，磨削加工技术已在机械、国防、航空航天、微加工、芯片制造等众多领域得到广泛应用。磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。如今磨削加工的发展趋势，主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。 关键词：磨削精密磨削高效磨削超高速磨削 正文：磨削加工技术是利用磨料去除材料的加工方法，也是人类最早使用的生产技艺方法。18世纪中期世界上第一台外圆磨床问世，由石英石、石榴石等天然磨料构成，随后又研制出平面磨床。20世纪40年代末，人造金刚石出现；1957年立方氮化硼研制成功；随着磨削技术的发展，特别是超硬磨料人造金刚石砂轮与立方氮化硼党的应用，磨削加工范围日益增大，磨削加工精度和加工效率也不短提高。 磨削技术发展趋势 如今磨削加工技术正朝着高速化，精细化方向发展。因此，我们了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景是很有必要的。主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术 首先了解一下精密及超精密磨削机理，精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给（10～15mm/min）对砂轮进行精细修整，以获得众多的等高微刃，加工表面的磨痕较细，加工过程中，由于微切削、滑移、摩擦等综合作用，加工工件达到了小的表面粗糙度值和高的精度要求。超精密磨削则采用较小的修整导程和较小的背吃刀量修整砂轮，靠超细微磨粒等高微刃的磨削作用进行磨削加工。现在我们就对以上提到的磨削技术详细了解一下。 高效磨削技术 高效磨削是一种先进的制造技术，在其不断的发展中达到了一个崭新的水平。所谓高效磨削，是指加大磨削负荷或提高砂轮线速度，增加单位时间金属比切除率和单位时间的金属去除量，以达到和车削、铣削那样高的金属切除率，或者甚至更高。高效磨削主要包括高速磨削、缓进给磨削、高效深磨和砂带磨削，现已成为磨削加工技术发展的总体趋势。高效磨削技术的大力推广可有效地提高磨削效率、加工质量、砂轮耐用度，并降低生产成本。 缓进给磨削 缓进给磨削是继高速磨削之后发展起来的一种高效加工方法，对成型表面的加工有显著的成效。缓进给磨削是强力磨削的一种，又称深切缓进给磨削或蠕动磨削。缓进给磨削与普通磨削的不同在于采用增大磨削深度、降低磨削速度、砂轮与工件有较大的接触面积和高的速度比，达到很高的金属切除率。磨削工件时，只需经过一次或数次行程即可磨到所需的形状和尺寸精度。由于砂轮的磨削深度大，致使砂轮与工件的接触面积加大，有效抑制了磨削时振动的产生，磨切削技术在机械加工中的应用(正式版)
切削加工和刀具技术的现状与发展
压力加工技术概述
高速切削加工技术
先进制造技术
先进制造技术综述
高速加工技术现状及发展趋势
微细加工技术概述及其应用
高速切削加工技术
先进制造技术结课论文
超高速切削技术的发展现状及趋势
先进制造工艺技术
先进制造技术综述
国内外先进切削加工理论
(完整版)先进制造技术习题答案
先进磨削技术的发展