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刀锋出鞘 唯快不破 浅析高速切削工艺

切削工艺是机械加工大家族中的重要成员,顾名思义,它指的就是用刀具、磨具等切削工具,将工件上的多余部分切下,从而得到所需尺寸、形状和表面质量的加工过程。切削工艺的历史由来已久,可以上溯到石器时代原始人类对磨制刀具的使用。而现代切削工艺通常与机床等设备相结合,以发挥最大的功效。为提高生产效率,制造商们希望设备能够实现高速,甚至是超高速切削。那么,到底是哪些因素限制了切削速度的提升?切削速度又有没有一个极限呢?萨洛蒙假说与突破“死谷”决定切削速度的因素有很多,包括工件材质、切削工具材质、制作工艺以及切削设备的工作效率等等。除此之外,还与加工时的温度有直接关系。众所周知,切削过程会产生大量的热能,而无论是加工工件还是切削工具,其材质都对温度有一定的耐受极限,超过极限就会造成损坏。随着切削速度加快,摩擦变得更加剧烈,温度...

沉沦还是雄起?中国制造业开展现状和将来剖析

中国制造业发展现状:利润低 成本高 创新力不足制造业是国民经济的支柱产业,也是一个国家的经济命脉所在,但制造业企业往往处于商品流通“食物链”的最底端,自己辛辛苦苦生产的商品,利润率却达不到预期水平,还要被渠道商牵着鼻子走。举例来说,中国苏州的某制造商为美国芭比娃娃做代工生产,一个芭比娃娃在美国市场上的售价达到10美元,然而,中国企业得到的代工费用仅为1美元,这其中还包括了占65%左右的材料成本和占35%左右的人力成本,最终从每个娃娃身上得到的利润只有区区几美分而已。与利润率低极不相称的是生产经营成本的不断提高。过去,我们依靠充足的廉价劳工力,曾经使制造业在量上得到快速发展,并得到了“世界工厂”的称号。然而,随着我国加入WTO,中国市场上各种资源成本正在逐渐与国际接轨。近些年来,劳动力成本...

高速电主轴:让数控机床拥有一颗强悍的心

高速加工技术以其生产效率高、加工精度大、加工成本低等优势,近年来广受人们的关注,被誉为是21世纪最具发展前景的先进制造技术之一。继数控加工技术之后,高速加工技术在制造业领域正在掀起又一次重大变革,并将左右未来工业生产的发展趋势。要实现高速加工,拥有更高的切削速度是不可或缺的前提条件,而为高速切削工具提供驱动力的高速电主轴,在其中扮演着最为关键的角色。作为整个高速加工技术的核心功能部件,高速电主轴在现代数控机床领域,正得到越来越广泛的推广应用。高速电主轴技术概述高速电主轴(简称电主轴)技术是一种通过将电动机转子直接作为机床主轴,从而实现数控机床主轴部件与主轴电机融为一体的新技术。实际工作中,空心的电动机转子直接安装在主轴之上,定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内,形成一个完整的主轴单元,由后转子带动主轴运转。主轴无需...

分门别类话伺服 伺服零碎类型详解

数控机床作为机电一体化的加工设备,加工速度快、精度高、批量大、稳定项强,在工业生产当中发挥着举足轻重的作用。而伺服系统是数控机床设备中,对可移动部件,如主轴和刀具等,进行自动控制的系统,相当于数控机床的双手双脚,承担着接受、放大脉冲指令,并将其转化为实际运动的重要责任。伺服系统多种多样,依据不同的角度,可以有多种不同的分类方式。依据反馈调节理论分类反馈调节系统是对数控机床动作进行检测和校正的系统。伺服系统从反馈调节理论上可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统三种类型,三者的关键区别在于是否设置了反馈系统,以及反馈系统设置在什么部位。开环系统并没有设置检测器和反馈线路,它是通过电脉冲频率控制电机转动,而对于工作台是否移动到指定位置,并没有一个精确的反馈结果,因而工作精度较低,仅适用于对加工精度要求不高的...

望闻问切 数控机床罕见毛病诊断

数控机床是一种先进的机电一体化生产制造设备,可以大大提高加工效率和精度。但由于其结构复杂,可能出现的故障也是多种多样的,而且一旦出现故障,排查起来难度相当大。下面,我们就来介绍几种数控机床常见的电气故障及其表现形式,以便帮助读者丰富自己的机床故障处理经验。电源故障电源为整个机床的工作提供能量来源,但电源也是非常脆弱的,任何异常的输入电流波动都有可能造成电源的损坏。这也是为什么我们从国外高价进口的先进设备反而容易出现故障的原因所在。并不是机床的质量不过硬,而是由于“水土不服”造成的。由于德国等出口数控设备的西方发达国家拥有较高的电网质量,电力更充足,因此其数控设备的电源从设计上并没怎么考虑到对异常电流输入的抗性问题。这样的设计本无可厚非,但到了我国,面对较大的电流波动和高次谐波,这种电源就充分暴露出了其不堪一击的...

金属资料热处置中的“四把火”

热处理是一种常见的金属材料加工工艺,目的是在不破坏金属材料形状的前提之下,通过改变材料表面化学成分或内部显微结构,从而提升材料某些方面的性能。顾名思义,热处理是以温度控制为手段的,工艺流程一般包括加热、保温和冷却三个环节。早在公元前六世纪,钢铁冶炼技术被人类发明并得到普遍推广。那时候,人们就已经开始使用简单的热处理工艺,以增加钢铁材料的硬度。随着相关科学理论的不断完善,近年来,这种金属材料加工工艺得到了更大的发展。其中最常用的手段被称为“四把火”。热处理工艺中的“四把火”,这是四种不同处理方法的总称,依次分别是退火、正火、淬火和回火。因为都带一个“火”字,所以合称“四把火”。这“四把火”都与金属材料加热后的冷却处理有关,但因为冷却的方法和媒介不同而有所区别。退火当金属加热到适宜温度以后,先保温达到足够的时间,保...

数控机床主轴旋转精度及测量办法

主轴是数控机床中的核心设备之一,担负着从机床电动机接受动力并将之传递给其他机床部件的重要责任。工作中,要求主轴必须在承担着一定的荷载量,以及保持适当的旋转速度的前提条件下,带动在其控制范围之内的工件或者刀具,绕主轴旋转中心线进行精确、可靠而又稳定的旋转。主轴的旋转精度直接决定了机床的加工精度。主轴旋转精度的定义机床主轴精度大小是以其瞬时旋转中心线与理想旋转中心线的相对位置来决定的。在正常工作旋转时,由于主轴、轴承等的制造精度和装配、调整精度,主轴的转速、轴承的设计和性能以及主轴部件的动态特征等机械原因,造成了主轴的瞬时旋转中心线往往会与理想旋转中心线在位置上产生一定的偏离,由此产生的误差就是主轴在旋转时的瞬时误差,也称为旋转误差。而瞬时误差的范围大小,就代表主轴的旋转精度。加工过程中,主轴可能会延与轴垂直的方向...

铸铁铸钢的资料特性和构造特点

工业用的铁和钢都是铁碳两种元素达的合金,含碳量在2.11%以上的是铁,在2.11%以下的是钢。铸铁和铸钢是工业机加工中常用的加工材料。下面,我们介绍几种常见的铸铁和铸钢材料,以及它们的材料特性和结构特点。灰铸铁灰铸铁是含有片状石墨的铸铁,是应用最为广泛的铸铁,产量占铸铁总产量的80%以上。灰铸铁材料综合力学性能低,抗压强度大,是本身抗拉强度的3到4倍。消振能力比钢大10倍,故经常用来制造承受振动的机座。弹性模量较低,其壁厚变化对力学性能影响较大。由于其对冷却速度有很大的敏感性,灰铸铁铸件在厚度较薄的截面上经常出现白口和裂纹,而在厚度较厚的截面上又经常导致琉松情况。因此,灰铸铁件截面厚度存在一个临界值,如果超过了这个值,随着壁厚增加,其强度、消振能力、弹性模量等力学性能不仅不会增强,反而显著减弱。由于灰铸铁热稳定...

产能过剩的基本成因和处理之道

产能指的是企业的生产能力,而产能过剩,就是在某段时间内,企业生产商品能力的总和大于社会消费商品能力的总和,企业生产出来的商品无法被社会消费,成为了闲置商品。这不仅不利于企业资金流动和再生产,而且造成了社会资源的极大浪费。近几年来,产能过剩这一词汇频繁见诸于官方文件和各大媒体的报道,尤其是在传统工业领域,更是成为产能过剩的重灾区。那么,到底是什么原因造成了这一局面呢?产能过剩源于非理性博弈大面积的产能过剩绝不可能是一时头脑发热这种理由能够解释的,也绝不是市场出了什么大问题。更深层次的原因是地方政府对于重大产业项目和基础设施建设的非理性博弈。重大产业项目或投资可以为一个地区带来诸多好处,包括刺激地方经济增长、提升就业率、增加GDP,甚至对物流业、旅游业和社会服务业,以及当地政府的形象都能起到有益的作用。但重大产业项...

机床共振景象的发生原理、影响和预防办法

在设计机数控床结构时,必须要考虑机床实际工作中可能出现的种种状况对于加工精度造成的影响。这些状况在机床处于静止状态时往往容易被人忽略。我们今天要介绍一下共振现象对机床的影响,以及如何尽量避免这一现象的发生。什么是共振现象共振是一种常见的物理现象。振动的物体,每秒钟完成全振动的次数称为这种振动的频率,单位是赫兹。振动又分为自由振动(无周期性驱动力)和受迫振动(有周期性驱动力)两种类型。物体发生无周期性驱动力的自由振动时,振动的频率是由自身的质量、几何形状、材质等因素决定的,这种振动的频率称为物体的自激振动频率。一般情况下,对同一物体而言是一个固定值。而物体在外加的周期性驱动力下做受迫振动时,振动频率就不再按照自激振动频率了,而是与驱动力的频率相同。当受迫振动中,物体受到周期性驱动力的频率与物体自身的自激振动频率相...

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