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畢業(yè)設(shè)計 (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機械工程 系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 外文出處： 15～ 35. 2002 附 件： 指導教師評語： 此譯文簡單介 紹了 高速切削加工的發(fā)展及需求 ，從 高速切削加工對機床、刀具和切削工藝過程的要求三方面進行闡述 。翻譯用詞比較準確，文筆也較為通順，為在以后工作中接觸英文資料打下了基礎(chǔ)。 簽名： 2009 年 3 月 18 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。 (用外文寫 ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 高速切削加工的發(fā)展及需求 高速切削加工是當代先進制造技術(shù)的重要組成部分，擁有高效 率、高精度及高表面質(zhì)量等特征。本文介紹此技術(shù)的定義、 當前的 發(fā)展現(xiàn)狀、 中國的 適用領(lǐng)域以及需求情況。 高速切削加工是面向 21 世紀的一項高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來愈廣泛的應用，并已取得了重大的技術(shù) 和 經(jīng)濟效益，是當代先進制造技術(shù)的 一個重要組成部分。 高速切削是實現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù)，工序的集約化和 設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率。可以說，高速切削加工是一種增加設(shè)備質(zhì)量而大幅度地改善加工效率 的 必需 技術(shù)。高速切削加工的優(yōu)點主要在于： 提高生產(chǎn)效率、 加工精度及降低切削阻力。 有關(guān)高速切削加工的含義，目前尚無統(tǒng)一的認識，通常有如下幾種觀點：切削速度很高，通常認為其速度超過普通切削的 5；機床主軸轉(zhuǎn)速很高，一般將主軸轉(zhuǎn)速在 10000上定為高速切削；進給速度很高，通常達15高可達 90m/于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含義也不一定 相同；切削過程中，刀刃的通過頻率 (近于“機床－刀具－工件”系統(tǒng)的主導自然頻率 (， 所以能夠被 認為是高速切削?？梢姼咚偾邢骷庸な且粋€ 全面而 綜合的概念。 1992 年，德國 業(yè)大學的 H. 授在 52 年代漸漸地提出 了高速切削加工的概念及其涵蓋的范圍， 正 如圖 1 所示。認為對于不同的切削對象，圖 區(qū) 中所示的過渡區(qū) (為通常所 說 的高速切削 加工范 圍，這也是當時金屬切削 加工 工藝 過程中 相關(guān)的技術(shù)人員所期待 的或者渴 望 能夠 實現(xiàn)的切削速度。 高速切削加工對機床、刀具和切削工藝 過程和其他 方面都有一些具體的要求。下面分別從 這幾個方面闡述高速切削加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。 現(xiàn)階段，為了實現(xiàn)高速切削加工，一般釆用高柔性的高速數(shù)控機床、加工中心，也有釆用專用的高速銑、鉆床。這些設(shè)備的共同之處是：必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的區(qū)別是，“機床－刀具－工件”系統(tǒng)的動態(tài)特性對切削 操作性能有更強的影響力。在這個系統(tǒng)中，機床主軸的剛度或者 刀柄形式、刀 具 長 度 設(shè)定、主軸拉刀力、刀具扭力設(shè)定等，都是影響高速切削性能的重要因素。 在高速切削中，材料去除率 (即單位時間內(nèi)材料被切除的體積，通常受以 “機床 工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振” 為基礎(chǔ) 。因此，為了滿足高速切削加工的需求，首先 我們必須 要提高機床 主軸 動 剛度 和靜剛度尤其是主軸的剛度特性?，F(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個非常 關(guān)鍵的因素在于對系統(tǒng)動態(tài)特性問題的掌握和處理能力。 為了更好地描述機床主軸的剛度特性，工程上提出新的無量綱參數(shù) — ，用以評價機床的主軸結(jié)構(gòu)對高速切削加工的適應能力 。所謂 即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。 近 來新 開發(fā)的加工中心主軸 大都已超過 100 萬。為了減輕軸承的重量，還釆用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都釆用油 和氣混合 的 潤滑方式。在高速切削加工領(lǐng)域 中 ，目前已開發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣 /空氣混合主軸。 在機床進給機構(gòu)方面，高速切削加工所用的進給驅(qū)動機構(gòu)通常都為大導程、多頭高速滾珠絲槓，滾珠釆用小直徑氮化硅（ 瓷球，以減小其離心力和螺紋的 螺力矩；釆用空心強冷技術(shù)來減少高速滾珠絲槓運轉(zhuǎn)時由于 螺釘間的 摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲槓熱變形。 近幾年來，用直線電機驅(qū)動的高速進給系統(tǒng)問世，這種進給方式取消了從電動機到工作 臺溜板之間的一切中間機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了機床進給系統(tǒng)的零傳動。由于直線電機沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進給速度。直線電機的另一大優(yōu)點是行程不受限制。直線電機的次極是一段一段連續(xù)鋪在機床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺就可運動到哪里，而且對整個進給系統(tǒng)的剛度沒有任何影響。釆用高速絲槓或直線電機，能夠大大提高機床進給系統(tǒng)的快速響應。直線電機最高加速度可達 2 為重力加速度 )，最大進給速度可達 60 2002 年舉世矚目的上海浦東磁懸浮列車工程中的磁浮軌道鋼梁加 工，釆用沈陽機床控股有限公司集團中捷友誼公司廠生產(chǎn)的超長進給系統(tǒng)高速大型加工中心實現(xiàn)。該機床的進給系統(tǒng)為直線導軌和齒輪齒條傳動，工作臺最大進給速度 60m/速行程 100m/速度 2g，主軸最高轉(zhuǎn)速 20000r/電機功率 80X 軸的行程長達 30m，切削 25m 長的磁浮軌道鋼梁誤差小于 磁懸浮列車工程的順利竣工提供了有力的技術(shù)保證。 此外，機床的運動性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要釆用小切深大進給的加工方法。要求機床在大進給速 度條件下，應具有高精度定位功能和 高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。圓弧加工是釆用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時，必不可少的加工方法 。 刀具材料的發(fā)展：高速切削技術(shù)發(fā)展的歷史，也就是刀具材料不斷進步的歷史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼（ 端面銑削使用 具時，其切削速度可高達 5000m/要用于灰口鑄鐵的切削加工。聚晶金剛石（ 具被稱之為 21 世紀的刀具，它特別適用于切削含有 鋁合金材料，而這種金屬材料重量輕、強度高，廣泛地應用于汽車、摩托車發(fā)動機、電子裝置的 殼體、底座等方面。目前，用聚晶金剛石刀具端面銑削鋁合金時， 5000m/切削速度已達到實用化水平，此外陶瓷刀具也適用于灰口鑄鐵的高速切削加工； 涂層刀具： 金剛石刀具盡管具有很好的高速切削性能，但成本相對較高。釆用涂層技術(shù)能夠使切削刀具既價格低廉，又具有優(yōu)異性能，可有效降低加工成本?，F(xiàn)在高速加工用的立銑刀，大都釆用 的復合多層涂鍍技術(shù)進行處理，如目前在對鋁合金或有色金屬材料進行干式切削時， 層刀具就受到極大的關(guān)注，預計其巿場前景十分可觀； 刀具夾持系統(tǒng)：刀具的夾持系統(tǒng)是支撐高速切削的重要技術(shù)，目前使用最為廣泛的是兩面夾緊式工具系統(tǒng)。已作為商品正式投放巿場的兩面夾緊式工具系統(tǒng)主要有： 系統(tǒng)。 在高速切削的情況下，刀具與夾具回轉(zhuǎn)平衡性能的優(yōu)劣，不僅影響加工精度和刀具壽命，而且也會影響機床的使用壽命。因此，在選擇工具系統(tǒng)時，應盡量選用平衡性能良好的產(chǎn)品。 高速加工的切削速度為常規(guī)切速的 10 倍左右。為了使刀具每齒進給量基本保持不變，以保證零件的加工精度、表面質(zhì)量和刀具的耐用度，則進給量也必須相應提高 10 倍左右，達到 60m/上，有的甚至高達 120m/此，高速切削加工通常是釆用高轉(zhuǎn)速、大進給和小切深的切削工藝參數(shù)。由于高速切削的切削余量往往很小，所形成的切屑很薄很輕，把切削時產(chǎn)生的熱量很快帶走；若釆用全新耐熱性更好的刀具材料和涂層，釆用干切削工藝也是高速切削加工的理想工藝方案。 用高速加工中心組成高效率的柔性生產(chǎn)線 ( 具有小型化、柔性突出以及易于變更加工內(nèi)容等顯著特點。圖 2 為上汽集團某發(fā)動機公司利用該生產(chǎn)線加工發(fā)動機機體、汽缸蓋、濾清器座等工件的實例。 為了盡快適應新車型的需 要，汽車車身覆蓋件模具和樹脂防沖擋的成形模具等，均必須縮短制作周期和降低生產(chǎn)成本，因此，必須下大力推進模具生產(chǎn)高速化的進程。上汽集團所屬各公司認為：與過去的精加工相比，進一步實現(xiàn)高精度化；同時必須滿足表面粗糙度、彎曲度的精度要求，為此應施以適當?shù)氖止ぞ藜庸?，由于切削速度的極大提高，與過去的精加工工序相比，加工周期應大幅度縮短。 為了發(fā)揮以車削加工中心和鏜銑類加工中心為代表的高速切削加工技術(shù)和自動換刀功能的優(yōu)勢，提高加工效率，對復雜零件的加工應盡可能釆用集中工序的原則，即要求在一次裝夾中實現(xiàn)多道工序的集中加 工，淡化傳統(tǒng)的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，充分發(fā)揮設(shè)備和刀具的高速切削功能，是當前提高數(shù)控機床效率、加快產(chǎn)品開發(fā)的有效途徑。為此，對刀具提出了多功能的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，以減少刀具的數(shù)量和庫存量，有利于管理和降低制造成本。較常用的有多功能車刀、銑刀、鏜銑刀、鉆銑刀、鉆－銑螺紋－倒角等刀具。與此同時，在批量生產(chǎn)線上，使用針對工藝需要開發(fā)的專用刀具、復合刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，減少投資。在高速切削條件下，有的專用刀具可將零件的加 工時間降至原來的 1/10以下，效果十分顯著。 高速切削具有相當多的好處，例如：有大量材料需要切除的工件，具有超細、薄結(jié)構(gòu)的工件，傳統(tǒng)上需要花相當長的機動工時加工的工件以及設(shè)計變更快速、產(chǎn)品周期短的工件，均能顯示出高速切削所帶來的優(yōu)點。 附件 2：外文原文 （復印件） is an of of of s is to 1st a as a in an is to of so it a It be is an in of to is of of at is no as of 00000,000 at 5 up 0m/is to be to be is a 1992. . in 2th on of as . in of to be is is of to or is to of At in to of NC 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