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        高速銑削時生成刀具軌跡的優化設置
        作者:廣州依納  發表時間:2013-03-04  點擊:86
        高速銑削時生成刀具軌跡的優化設置高速銑削時生成刀具軌跡的優化設置摘要:技術概述超高速加工技術采用材料刃具通過極大提高切削速度進給速度提高材料切除加工精度加工質量現代加工技術超高速加工切削速度范圍不同工件材料不同切削方式目前一般認為超高速切削各種材料切速范圍鋁合金超過min鑄鐵min耐熱鎳合金 液體動靜壓軸承常用軸殼配軸承軸承的密封類型精密軸承工序間防銹新工藝軸承壽命強化試驗偏心軸的一種加工詳解并聯機床的設計理論與關鍵技術無油軸承帶動模具行業革命我國軸承壽命強化試驗方興未艾(一)我國軸承壽命強化試驗方興未艾(二) 一、技術概述超高速加工技術是指采用超硬材料的刃具,通過極大地提高切削速度和進給速度來提高材料切除率、加工精度和加工質量的現代加工技術。超高速加工的切削速度范圍因不同的工件材料、不同的切削方式而異。目前,一般認為,超高速切削各種材料的切速范圍為:鋁合金已超過1600m/min,鑄鐵為1500m/min,超耐熱鎳合金達300m/min,鈦合金達150~1000m/min,纖維增強塑料為2000~9000m/min。各種切削工藝的切速范圍為:車削700~7000m/min,銑削300~6000m/min,鉆削200~1100m/min,磨削250m/s以上等等。超高速加工技術主要包括:超高速切削與磨削機理研究,超高速主軸單元制造技術,超高速進給單元制造技術,超高速加工用刀具與磨具制造技術,超高速加工在線自動檢測與控制技術等。超精密加工當前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1%26micro;m,表面粗糙度Ra小于025%26micro;m,以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01%26micro; m的加工技術,亦稱之為亞微米級加工技術,且正在向納米級加工技術發展。超精密加工技術主要包括:超精密加工的機理研究,超精密加工的設備制造技術研究,超精密加工工具及刃磨技術研究,超精密測量技術和誤差補償技術研究,超精密加工工作環境條件研究。二、現狀及國內外發展趨勢1.超高速加工工業發達國家對超高速加工的研究起步早,水平高。在此項技術中,處于領先地位的國家主要有德國、日本、美國、意大利等。在超高速加工技術中,超硬材料工具是實現超高速加工的前提和先決條件,超高速切削磨削技術是現代超高速加工的工藝方法,而高速數控機床和加工中心則是實現超高速加工的關鍵設備。目前,刀具材料已從碳素鋼和合金工具鋼,經高速鋼、硬質合金鋼、陶瓷材料,發展到人造金剛石及聚晶金剛石(PCD)、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼(CBN)。切削速度亦隨著刀具材料創新而從以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂輪材料過去主要是采用剛玉系、碳化硅系等,美國G.E公司50年代首先在金剛石人工合成方面取得成功,60年代又首先研制成功CBN。90年代陶瓷或樹脂結合劑CBN砂輪、金剛石砂輪線速度可達125m/s,有的可達150m/s,而單層電鍍CBN砂輪可達250m/s。因此有人認為,隨著新刀具(磨具)材料的不斷發展,每隔十年切削速度要提高一倍,亞音速乃至超聲速加工的出現不會太遙遠了。在超高速切削技術方面,1976年美國的Vought公司研制了一臺超高速銑床,最高轉速達到了20000rpm。特別引人注目的是,聯邦德國Darmstadt工業大學生產工程與機床研究所(PTW)從1978年開始系統地進行超高速切削機理研究,對各種金屬和非金屬材料進行高速切削試驗,聯邦德國組織了幾十家企業并提供了2000多萬馬克支持該項研究工作,自八十年代中后期以來,商品化的超高速切削機床不斷出現,超高速機床從單一的超高速銑床發展成為超高速車銑床、鉆銑床乃至各種高速加工中心等。瑞士、英國、日本也相繼推出自己的超高速機床。日本日立精機的HG400III型加工中心主軸最高轉速達36000~40000r/min,工作臺快速移動速度為36~40m/min。采用直線電機的美國Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心進給移動速度為60m/min。在高速和超高速磨削技術方面,人們開發了高速、超高速磨削、深切緩進給磨削、深切快進給磨削(即HEDG)、多片砂輪和多砂輪架磨削等許多高速高效率磨削,這些高速高效率磨削技術在近20年來得到長足的發展及應用。德國Guehring Automation公司1983年制造出了當時世界第一臺最具威力的60kw強力CBN砂輪磨床,Vs達到140~160m/s。德國阿享工業大學、Bremen大學在高效深磨的研究方面取得了世界公認的高水平成果,并積極在鋁合金、鈦合金、因康鎳合金等難加工材料方面進行高效深磨的研究。德國Bosch公司應用CBN砂輪高速磨削加工齒輪齒形,采用電鍍CBN砂輪超高速磨削代替原須經滾齒及剃齒加工的工藝,加工16MnCr5材料的齒輪齒形,Vs=155m/s,其Q'達到811mm3/mm.s,德國Kapp公司應用高速深磨加工泵類零件深槽,工件材料為100Cr6軸承鋼,采用電鍍CBN砂輪,Vs達到300m/s,其Q`=140mm3/mm.s,磨削加工中,可將淬火后的葉片泵轉子10個一次裝夾,一次磨出轉子槽,磨削時工件進給速度為1.2m/min,平均每個轉子加工工時只需10秒鐘,槽寬精度可保證在2%26micro;m,一個砂輪可加工1300個工件。目前日本工業實用磨削速度已達200m/s,美國Conneticut大學磨削研究中心,1996年其無心外圓高速磨床上,最高砂輪磨削速度達250m/s。近年來,我國在高速超高速加工的各關鍵領域如大功率高速主軸單元、高加減速直線進給電機、陶瓷滾動軸承等方面也進行了較多的研究,但總體水平同國外尚有較大差距,必須急起直追。 2.超精密加工超精密加工技術在國際上處于領先地位的國家有美國、英國和日本。這些國家的超精密加工技術不僅總體成套水平高,而且商品化的程度也非常高。美國是開展超精密加工技術研究最早的國家,也是迄今處于世界領先地位的國家。早在50年代末,由于航天等尖端技術發展的需要,美國首先發展了金剛石刀具的超精密切削技術,稱為“SPDT技術”(Single Point Diamond Turning)或“微英寸技術”(1微英寸=0.025%26micro;m),并發展了相應的空氣軸承主軸的超精密機床。用于加工激光核聚變反射鏡、戰術導彈及載人飛船用球面非球面大型零件等等。如美國LLL實驗室和Y-12工廠在美國能源部支持下,于1983年7月研制成功大型超精密金剛石車床DTM-3型,該機床可加工最大零件%26Oslash;2100mm、重量4500kg的激光核聚變用的各種金屬反射鏡、紅外裝置用零件、大型天體望遠鏡(包括X光天體望遠鏡)等。該機床的加工精度可達到形狀誤差為28nm(半徑),圓度和平面度為12.5nm,加工表面粗糙度為Ra4.2nm。該機床與該實驗室1984年研制的LODTM大型超精密車床一起仍是現在世界上公認的技術水平最高、精度最高的大型金剛石超精密車床。在超精密加工技術領域,英國克蘭菲爾德技術學院所屬的克蘭菲爾德精密工程研究所(簡稱CUPE)享有較高聲譽,它是當今世界上精密工程的研究中心之一,是英國超精密加工技術水平的獨特代表。如CUPE生產的Nanocentre(納米加工中心)既可進行超精密車削,又帶有磨頭,也可進行超精密磨削,加工工件的形狀精度可達0.1%26micro;m ,表面粗糙度Ra
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