2.2 超高速加工的工业应用（课件）《现代制造技术基础》同步精品课堂（苏教版·凤凰职教）

江苏凤凰教育出版社 同步精品课程（中职专业课） 《现代制造技术基础》 模块2 超高速加工技术 单元2 超高速加工的工业应用 学习目标 知识目标 了解超高速加工技术在航空工业、模具制造、汽车、摩托车以及特殊材料加工中的应用。 能力目标 能够精准区分超高速切削在不同行业的应用特点，能对比超高速切削与传统数控加工、电火花加工的工艺差异。 情感目标 通过本节知识学习，激发对先进制造技术的探索兴趣，培养学生敢于尝试、不断创新的科学精神。 0000 模块1 现代制造技术概论 导入： 01 1.根据视频内容，分组讨论薄壁精雕是如何实现的？ 2.小组讨论超高速加工技术在工业中的应用，并由小组代表进行发言。 导入 01 新知学习 02 01 航空工业中的应用 02 模具制造领域中的应用 03 汽车、摩托车工业中的应用 CONTENTS 目录 04 特殊材料加工中的应用 航空工业中的应用 01 超高速切削的在航空工业中的应用首先是对轻合金的加工，飞机制造业是最早采用超高速铣削的行业。 新知学习 02 飞机制造通常需切削加工长铝合金零件、薄层腹板件等，采用毛坯超高速切削加工，可不采用铆接工艺，从而降低飞机的重量。 飞机上的零件通常采用“整体制造法”，即在整体上“掏空”加工以形成多筋薄壁构件，其金属切除量相当大，这正是超高速切削的用武之地。 新知学习 02 新知学习 02 超高速切削加工用来制造飞机大梁、肋板、舵机壳体、雷达组件、热敏感组件、钛和钛合金零件、铝或镁合金压铸件等航空零部件产品。 采用超高速加工可使效率提高7~10倍，其尺寸精度和表面质量都达到无须再光整加工的水平。 新知学习 02 中国的航空工业几大主机厂也相继引进了大型超高速数控加工设备 开始在机床应用、刀具选择、高速加工工艺软件编程等方面进行应用研究，取得了可喜的进步。 采用超高速加工进行铝薄壁结构件整体制造和蜂窝复杂外形的加工取得了比较成功经验。 国内飞机制造公司在多轴高速加工取得了成功，加工效率明显提高，产品质量稳定可靠。 传统数控加工用时25天，而高速加工用时1天。 简化了制造工艺，减少了加工时间。 取得了成套的整体薄壁铝件的高速加工工艺参数，已广泛应用于其他结构薄壁件的加工。 产品表面质量和加工精度都有大幅度提高。 航空 新知学习 02 模具制造领域中的应用 02 新知学习 02 70% 粗加工的 90% 塑料零件 50% 精加工 目前工业产品零件用模具来完成的情况: 新知学习 02 没有高质量模具就没有高质量的产品，模具工业是衡量一个国家科技水平的重要指标之一。 在当今的模具及成型制造中，不仅追求制造的精密性，而且出于视觉、美学及流派等方面的考虑，形面设计日趋复杂，自由形面所占比例不断增加，这对加工过程提出了更高的要求。 超高速加工在模具及成型制造中技术的应用范围主要有： 新知学习 02 工具钢及铸铁模具的直接加工，特别是半精加工及精加工。 01 铜电极、石墨电极的超高速加工。 02 产品样件及铝制工件的超高速加工。 03 超高速切削为模具制造行业提供了新契机： 新知学习 02 1 2 3 4 简化了加工手段 缩短了加工周期 提高了加工效率 降低了加工成 新知学习 02 用超高速切削可以直接由淬硬材料加工模具，由于目前超高速切削已经可以达到很高的表面质量(Ra≤0.4μm)，因此省去了电加工后表面研磨和抛光的工序。 另外，切削形成的已加工表面的压应力状态还会提高模具工件表面的耐磨程度(据统计模具寿命因此能提高3~5倍)。这样，锻模和铸模仅经超高速铣削就能完成加工。 新知学习 02 现在国内外有许多模具制造厂家采用PCBN刀具超高速切削进行精加工，使工时减少一半多，且模具曲面形状精度提高、表面粗糙度减小。 汽车、摩托车工业中的应用 03 新知学习 02 除航空模具工业外，现在也开发了针对汽车、摩托车工业等大批生产领域中铸铁和钢的超高速切削加工设备。 超高速加工在汽车生产领域的应用主要体现在 模具加工 零件加工 新知学习 02 应用超高速切削加工技术可加工零件的范围相当广，其典型零件包括： 典型零件 B E C D A 伺服阀 各种泵和电机的壳体 电机转子 模具 汽缸体 新知学习 02 正逐渐采用超高速加工有： 汽车内饰件注塑模 汽车零件铸模 近10年来新建的汽车、摩托车生产线，多半采用柔性生产线，但由于是单轴顺序加工，生产效率没有原来的多轴、多面、并行加工的组合机床自动线高，产生了“高柔性”和“高效率”的矛盾。 超高速加工为这个矛盾的解决指出了一条根本的出路，即采用超高速加工中心和其他超高速数控机床组成超高速柔性生产线。 新知学习 02 特殊材料加工中的应用 04 高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料和耐磨铸铁等难加工材料，采用常规切削时，不仅切削效率低，而且刀具寿命短。 新知学习 02 新知学习 02 切屑变形阻力小 切削力小 刀具磨损小 采用超高速 切削时 故超高速切削可加工这些难加工材料 新知学习 02 镍基高温合金和钛合金常用来制造发动机零件，因为它们很难加工，在常规切削中一般采用很低的切削速度。 采用超高速切削，切削速度可提高到100~1000m/min，不但能大幅度提高机床生产率，且能有效减少刀具磨损，提高工件表面加工质量。 新知学习 02 纤维增强复合材料切削时对刀具有十分严重的刻画作用，刀具磨损非常快。用聚晶金刚石刀具进行超高速加工时，可得到满意效果，不仅可防止出现“层间剥离”，而且效率高、质量好。 课堂小结 03 本节课学习了超高速加工的工业应用，主要包括超高速加工技术在航空工业、模具制造、汽车、摩托车以及特殊材料加工中的应用情况。通过学习，应了解超高速加工技术在工业中的应用情况，能够精准区分超高速切削在不同行业的应用特点，能对比超高速切削与传统数控加工、电火花加工的工艺差异，领会敢于尝试、不断创新的科学精神。 小试牛刀 (1)福特汽车公司 HVM800 卧式加工中心主轴最高转速是多少？ (2)加工纤维增强复合材料时，采用超高速加工的优势有哪些？ (3)电火花加工是一种靠______的微切削工艺，加工过程较为缓慢。 1.知识抢答闯关 小试牛刀 (4)判断：超高速切削加工的模具表面会产生拉应力，降低模具耐磨性。 （ ） (5)判断：20 世纪 90 年代中后期，飞机制造商开始添置多坐标高速数控铣库和加工中心用于整体结构件加工。 （ ） (6)分析超高速加工技术对制造业产业升级的推动作用。 1.知识抢答闯关 小试牛刀 (7)有人认为 “电火花加工在模具制造领域已完全被超高速加工取代，无任何应用价值”，是否赞同该观点及理由，以小组为单位进行讨论，并由小组代表发言。 (8)超高速加工技术未来在模具制造领域可能面临哪些挑战，该如何应对？ (9)超高速加工在汽车工业中如何兼顾 “高柔性”与“高效率”？ 1.知识抢答闯关 2.点评计分 小组 名次 小试牛刀 作业布置 04 以小组为单位，网上搜集资料，整理国内航空工业应用超高速加工技术取得的成果。 感谢观看 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 $