高速加工与数控编程
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1.1.3 HSM的国内外研究现状

高速加工的理论最早是由德国的Salomon博士于1931年提出的。1981年德国Darmstadt工业大学研制了高速主轴系统,随后德国发起了由18家企业和大学联合开发为期4年的高速加工研究。Darmstadt工业大学的H.Schulz教授在高速切削机理和工艺方面进行了卓有成效的研究,促进了高速加工技术的应用。

20世纪90年代,发达的工业国家相继投入到HSM的研究与开发中,1993年直线电动机的研制成功拉开了高速进给的序幕,标志着HSM技术已从理论研究走向工业应用,HSM已成为现代数控技术的重要发展方向之一。

1996年芝加哥IMTS’96(国际制造技术展览会)技术主题就是机床的“高速化”。1998年芝加哥IMTS’98又增加了高速切削的刀具、刀夹系统等专题,CIRP年会近年来一直把HSM理论与技术作为其主要内容之一进行研究。

国际上近年来在HSM方面开展的主要研究项目有:

(1)H.Schulz教授领导开展的德国科学技术部资助项目,主要内容是对高速铣削机床及其主轴、刀具、HSM工艺、效率与应用的研究。

(2)Komanduri博士领导的美国先进加工研究计划AMRP。

(3)意大利Levi等人对HSM经济性的研究。

(4)日本鸣泷则彦等在端面铣削方面进行的高速切削应用研究。

国内的HSM研究起步较晚,国内著名的北京国际机床展览会(CIMT’2001——CIMT’2007),HSM机床是热点之一。目前国内HSM的研究多数集中在高校和研究所,还处于实验室研究阶段,有一部分也已进入了实际应用(如上海通用汽车有限公司高速铣削发动机箱盖、成都飞机制造公司加工起落架等)。近年来,我国对高速切削资助的研究集中在下列院所。

(1)北京理工大学“高速切削机理研究与刀具研制”。

(2)东北大学“高速切削技术的研究”。

(3)广东工业大学“快速进给系统的研究”。

(4)同济大学的“高速主轴系统的研究”、“水泥床身的研究”。

(5)沈阳冶金建筑学院“全陶瓷轴承及磁悬浮轴承的研究”等。

在新型高速数控系统与技术方面,尤其是新的数控数据接口STEP-NC的研究较少。

国内主要机床生产厂家在引进、合作、吸收国外HSM先进技术的基础上,也设计开发了一些国产的HSM机床,国内HSM机床部分性能参数如表1-2所示。

表1-2 国内HSM机床部分性能参数

机械科学研究院在2000年“机械制造业产品与技术发展预测”中阐述,在“十五”期间,高速加工到2005年基本上实现工业应用,在下列关键技术和研究工作上有所突破:

(1)高速切削、磨削机理研究。

(2)高速主轴单元制造技术研究。

(3)高速进给单元制造技术研究。

(4)高速加工的刀具、磨具及材料研究。

(5)高速加工测试技术研究。