九游会官网 J9平台九游会官网 J9平台传统的爪式卡盘随着切削速度的提高，工件的夹紧力是越来越小的，甚至 会因为夹紧力不足而把工件从卡盘中甩出，九游会 J9官方网站因此对高速切削中的卡盘有特 殊要求。

　　一、精密与超精密加工技术概述 二、 精密和超精密切削加工 三、 精密磨料加工

　　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。 1）高速磨削的最高磨削速度达500m/s（实验速度）；实际应用磨削速度在 100m/s-250m/s，九游会 J9官方网站大幅度提高磨削生产效率。

　　2）随着砂轮速度的提高，目前比磨削去除率已猛增到了3 000 mm3/mm·s以上， 可达到与车、铣、刨等切削加工相媲美的金属磨除率。

　　基本原理：电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高(106～ 109W/cm2)的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小的面积上，在很短的时 间(几分之一微秒)内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达 到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化和气化，并被线. 高速磨削砂轮应具有良好的耐磨性、高 动平衡精度和机械强度、高刚度和良好的 导热性等。

　　4. 此外，高速磨削中，由于砂轮 极高速旋转形成的气流屏障阻碍 了磨削液有效地进入磨削区，使 接触区高温得不到有效的抑制， 工件易出现烧伤，严重影响零件 的表面完整性和机械物理性能。 因此，磨削液供给系统对提高和 改善工件质量、减少砂轮磨损至 关重要。

　　5．电子束热处理——电子束将工件表面 加热至相变温度以上再快速冷却，而达 到表面热处理的目的。

　　6．电子束光刻——电子束光刻是先利用低功率密度的电子束照 射称为电致抗蚀剂的高分子材料，由入射电子与高分子相碰撞， 使分子的链被切断或重新聚合而引起分子量的变化，称为电子 束曝光。

　　切削速度远远超越传统的切 削“禁区” 后，切削机理发生 了根本的变化。被加工材料 切除所消耗的能量、切削力、 工件表面温度、刀具磨具磨 损、加工表面质量等均明显 优于传统切削速度下的指标， 加工效率大大高于传统切削 速度下的加工效率。

　　1. 主轴系统刚性好、回转精度 高、温升小、空转功耗低。主 轴须配有连续自动动平衡装置。

　　3）维持原切削力，可提高进给速度，降低加工时间，大幅度提高磨削效率，可 使粗精合而为一，提高生产效率；

　　4)砂轮使用寿命长，降低磨削表面粗糙度值、减小磨削力和、提高工件加工精 度、降低磨削温度，能实现对难磨材料的高性能加工。

　　5）近年来各种新兴硬脆材料（如陶瓷、光学玻璃、光学晶体、单晶硅等）的广 泛应用，更推动了高速磨削技术的迅猛发展，有助于实现磨削加工的自动化。

　　1．电子束高速打孔——打孔效率 极高，可以实现在薄板零件上快 速加工高密度孔。

　　3．电子束刻蚀——利用电子 束的热加工原理，对工件进行 类似铣削的加工。

　　4．电子束焊接——利用电子束作为热源 的一种焊接工艺，在焊接不同的金属和高 熔点金属方面显示了很大的优越性，已成 为工业生产中的重要特种工艺之一。

　　超高速主轴单元：包括主轴动力源、主轴轴承和机架四个部分。涉及的研 究内容有：主轴材料、结构、轴承、超高速主轴系统动态特性及热态特性。 柔性主轴及其轴承的弹性支撑技术，润滑与冷却。 电主轴系统是超高速机床常用的主轴形式，可以直接装配到各种加工中心和 超高速磨床上，实现无中间环节的直接传动。

　　6）超高速磨削不仅可对硬脆材料实行延性域磨削，而且对铁合金、镍基耐热合 金、高温合金、铝及铝合金等高塑性的材料也可获得良好的磨削效果。

　　1. 高速重负荷荒磨 主要用于钢坯的修磨，磨除钢坯的表面缺陷层（夹渣、结疤、气泡、裂纹和脱 碳层），以保证钢材成品的最终质量和成材率。 特点：①采用定负荷自由磨削方式磨除一定厚度的缺陷层金属，背吃刀量和进 给量均不确定；②在磨削过程中不修整砂轮，为确保砂轮既有自锐能力，消耗 又不致过大，应选择合适砂轮；③多采用干磨方式，工件表面易烧伤。 2.缓进给大切深磨削 特点：①生产效率高；②工件的形状精度稳定；③减小了砂轮的冲击损伤； ④ 扩大了磨削工艺范围 ；⑤磨床功率大、成本高，工件易产生磨削烧伤。 3.高速与超高速磨削 特点：①生产率高、砂轮寿命长 ；②磨削精度高、表面粗糙度低 ；③减轻磨削 表面烧伤和裂纹。 4.高效深切磨削 特点：①砂轮应具有良好的耐磨性，高的动平衡性能和抗裂性能；②磨床应具 有高动态精度、抗振性和热稳定性；③磨床主轴应具有较高的回转精度和刚度。 ④磨削液供给方法采用高压喷射法，砂轮内冷却法、空气挡板辅助截断气流法 等。

　　5.宽砂轮和多砂轮磨削——多砂轮磨削是在一台磨床上安装了多片砂轮，可同 时加工零件的几个表面。 6.恒压力磨削——是切入磨削的一种类型，在磨削过程中无论其他因素（如磨 削余量、硬度、砂轮磨钝程度等）如何变化，砂轮与工件之间始终保持预选的 压力不变。恒压力磨削，避免了超负荷切削，工艺系统弹性变形小，有利于获 得正确的几何形状与低的表面粗糙度值。 7.砂带磨削 特点： ①设备简单；②可磨削复杂型面；③生产效率高；④加工精度高； ⑤操 作方便。

　　一、高速与超高速加工技术概述 二、高速与超高速加工关键技术 三、超高速加工中心典型实例 四、 高速磨削加工

　　物理基础：具有一定动能的离子束射到材 料(靶材)表面时，可以将表面的原子撞击 出来，这就是离子的撞击效应和溅射效应。 如果离子能量足够大并垂直工件表面撞击 时，离子就会钻进工件表面，这就是离子 的注入效应。

　　传统的爪式卡盘随着切削速度的提高，工件的夹紧力是越来越小的，甚至 会因为夹紧力不足而把工件从卡盘中甩出，因此对高速切削中的卡盘有特 殊要求。

　　面向高速精密车削的卡盘应该具有较高的夹 紧精度，保证较高的转速，且柔性差，可夹 紧直径范围小等特点。

　　由于切削机理的改变，而使高速切削加工呈现出许多自身的优势，主要表现为： 1. 材料切除率高

　　2.切削力小，切削力比常规降低 30-90%。切削变形减小，刀具 耐用度提高，特别适合细长及薄 壁类刚性较差工件的加工；

　　束流聚焦控制用于提 高电子束的能量、束 流位置控制用于改变 电子束方向、束流强 度控制以及工作台位

　　只有在高真空中， 电子才能高速运 动；不断地把加 工中产生的金属 蒸汽抽出去。

　　1）束径小、能量密度高。利用电子束加工的加工表面可以很小， 可以进行精密微细加工。 2）加工材料范围很广，对非加工部分的热影响小，对脆性、韧性、 导体、非导体及半导体材料都可加工。 3）加工效率高。电子束的能量密度高，因而加工生产率很高。 4）电子束加工温度容易控制，控制性能好。 5）电于束加工的污染小。在真空中进行，污染少，加工表面不氧 化，适用于易氧化的金属及合金材料，以及高纯度的半导体材料。 6）电于束加工的缺点是必须在真空中进行，需要一整套专用设备 和真空系统，价格较贵，使其应用受到一定的限制。

　　被加速的电子不是将其能量 施于表面的原子，而是施于 电子穿透层，而且电子的动 能并不直接转化为被撞原子 的动能，而是传递给其外部 轨道运动的电子。因此电子 束加工是以热能的方式去除 穿透层表面的原子。

　　电子束聚焦以及 阴极的发射强度 与电压波动密切 相关，因此要求 电源系统稳压性 能要好。

　　滚珠轴承高速主轴，其转速达可90000r/min。润滑方式为油脂润滑、油雾润 滑、喷油润滑。

　　液体静压轴承高速主轴，其转速达30000r/min。其特点实运动精度高，回转 误差小于0.2um，因而可以提高刀具使用寿命、加工精度和降低表面粗糙度。

　　空气静压轴承高速主轴，其转速达100000r/min，用于加工工件形状精度和 表面粗糙度要求高的场合。空气静压轴承的缺点是承载能力低，维护费用高。

　　超高速加工：超高速切削中的“超高速”是一个相对概念，不能简单地用某一具体 切削速度或主轴转速数值来定义。

　　磁悬浮高速主轴，磁浮主轴可采用较大轴径，因而刚性较大，承载能力强。 其优点是精度高、转速高、刚性好，其缺点是机械结构复杂，需要一套传感 器和控制电路，所以价格高，必须有很好的冷却系统。

　　超高速加工进给单元：包括伺服驱动技术、滚动元件技术、检测单元技术 和诸如：防尘、防噪声、冷却润滑、安全等周边技术。要求能达到高速和 瞬间加速及瞬时准停性。

　　Βιβλιοθήκη Baidu一、高速与超高速加工技术概述——加工特点

　　3.热变形小 高速切削90%的切削热被 切屑带走，减少传递给工件的热量。

　　4.加工精度高 高切削的速度激振频率远高于 “机床-工件-刀具”系统的固有频率，工件 处于平稳振动切削状态，能够获得较高的零 件表面加工质量；高速切削可减少后续工序， 有利于保证零件的尺寸、形位精度，提高加 工表面质量。

　　直线电机与滑台连在一起，无间隙，惯性小，刚度大而无磨损。通过控 制电路可以实现高速和高精度驱动。

　　高速与超高速切削刀具除了具有普通刀具材料的要求以外，还要求具备高的可靠 性，高耐热性和抗热冲击性，良好的高温力学性能，适应各种难加工材料和新型 加工材料的要求。 目前适用于高速切削的刀具材料主要有涂层硬质合金、金属陶瓷、刀具陶瓷、立 方氮化硼（CBN）及聚晶精钢石（PCD）等材料。其特点是“三高一专 ”，即 高效率、高精度、高可靠性和专用化。