高速加工理论与应用

序

前言

第一篇 高速加工理论基础

第1章 导论

参考文献

第2章 高速切削切屑变形机理

2.1 高速切削时材料的变形特点

2.1.1 切屑变形的一般规律

2.1.2 高速切削条件下的切屑形态

2.1.3 高速切削难加工材料的切屑变形特点

2.2 集中剪切滑移的形成模型分析

2.2.1 镍基高温合金塑性变形的基本机理

2.2.2 镍基高温合金的集中剪切滑移机理

2.2.3 集中剪切滑移的形成模型分析

2.3 集中剪切滑移切削模型与切削方程式

2.3.1 典型切削模型

2.3.2 集中剪切滑移的切削模型假设

2.3.3 集中剪切滑移的切削方程式

2.4 高速切削切屑变形的有限元模拟分析

2.4.1 钛合金切削过程建模

2.4.2 锯齿状切屑形成过程的有限元模拟与分析

参考文献

第3章 高速加工特性

3.1 高速切削的切削力

3.1.1 铣削力的特征和测量

3.1.2 铣削速度对铣削力的影响

3.1.3 每齿进给量对铣削力的影响

3.1.4 径向切深对铣削力影响

3.1.5 刀具磨损对铣削力的影响

3.2 高速切削的热力学问题

3.2.1 高速切削时的切削热与切削温度的特点

3.2.2 切削温度的测量

3.2.3 难加工材料的高速切削温度实验与分析

3.2.4 切削温度对加工过程的影响

3.3 高速切削的加工表面完整性

3.3.1 高速切削条件下的已加工表面粗糙度

3.3.2 高速切削条件下的已加工表层加工硬化

3.3.3 高速切削条件下的已加工表层金相组织

3.3.4 高速切削条件下的已加工表层残余应力

参考文献

第4章 高速加工中的刀具磨损与刀具涂层技术

4.1 高速加工参数对刀具磨损的影响

4.2 高速加工中刀具磨损的测定与分析

4.3 高速加工应用中的刀具涂层

参考文献

第5章 高速加工安全性与刀具监控技术

5.1 高速加工安全性基本概念

5.2 高速加工安全性分析

5.3 高速加工危险源分析

5.4 高速加工安全装置

5.4.1 主动安全防护装置

5.4.2 被动安全防护装置

5.5 高转速刀具的安全性分析

5.5.1 基于安全技术的刀具分类及危险分析

5.5.2 高速铣削刀具的安全标准

5.5.3 高速切削刀具安全标准测试方法

参考文献

第6章 高速切削条件下的机械加工过程模拟

6.1 加工过程的分析模拟

6.1.1 描述加工过程的解析法

6.1.2 分析模拟在齿轮刮削过程的应用

6.2 高速加工数值模拟

6.2.1 切削过程有限元模拟研究现状

6.2.2 有限元仿真模型

6.2.3 切削加工模拟

6.2.4 刀具磨损有限元模拟

参考文献

第二篇 高速加工应用与实践技术

第7章 高速加工机床

7.1 高速加工机床设计的关键要素

7.2 高速切削机床关键部件

7.2.1 高频电主轴

7.2.2 高动态进给驱动

7.2.3 直线电机设计原理

7.2.4 安全性要求

7.3 高速加工机床的选购

7.3.1 调研

7.3.2 订购准备工作

7.3.3 交货期间的工作

7.3.4 安装和生产启动

参考文献

第8章 高速加工中的刀具技术

8.1 高速切削刀具面临的挑战

8.2 高速切削刀具材料

8.2.1 高速切削刀具材料的类型

8.2.2 高速切削刀具材料的合理选择

8.3 高速切削刀具连接技术

8.3.1 高速切削刀具系统

8.3.2 机床主轴与刀具系统的连接

8.3.3 刀柄与刀具的连接

8.4 高速切削刀具的其他技术

参考文献

第9章 高速加工CAD/CAM技术

9.1 NC编程

9.2 NC程序对高速切削技术的影响

9.2.1 CAD/CAM系统间的数据传输

9.2.2 CAM系统公差

9.2.3 NC程序刀具轨迹插补方法

9.3 NC程序的数据传输

参考文献

第10章 高速切削加工冷却润滑技术

10.1 高速切削过程中冷却润滑方式的分类

10.1.1 外冷/内冷切削

10.1.2 气/液/固单态及多态混合冷却润滑切削

10.1.3 高温/常温/低温/超低温冷却润滑切削

10.1.4 干式/微量润滑/湿式切削

10.2 高速切削过程中切削介质的作用机理

10.2.1 切削介质的冷却作用

10.2.2 切削介质的减摩润滑作用

10.2.3 切削介质的其他作用

10.3 新型高速切削冷却润滑方法及其应用

10.3.1 低温风冷切削技术

10.3.2 微量润滑切削技术

10.3.3 低温微量润滑切削技术

10.3.4 其他新型冷却润滑技术

参考文献

第11章高速加工经济性分析

11.1 高速切削经济性分析概述

11.2 高速切削经济性目标函数

11.3 高速切削经济效益分析实例

参考文献

第12章 高速钻削及其动态特性分析

12.1 高速钻削加工简介

12.2 高速钻削加工的主要影响因素

12.2.1 高速钻削刀具

12.2.2 高速钻削的冷却

12.2.3 机床的影响

12.3 孔加工质量及钻削过程稳定性

12.3.1 切削参数对加工过程稳定性的影响分析

12.3.2 加工过程稳定性与钻孔质量的相互关系

12.3.3 切削参数对钻孔质量的影响分析

参考文献

第13章 高速加工应用技术

13.1 高速加工中的切削参数选择

13.2 高速加工数控编程策略

13.3 高速铣削加工中的冷却润滑方式选择

13.4 高速加工在模具制造业中的应用

13.4.1 现代模具制造的特点

13.4.2 模具高速加工工艺及策略

13.4.3 模具高速加工示例

13.5 高速加工在航空制造业中的应用

13.5.1 航空零件的结构及工艺特点

13.5.2 航空零件高速加工工艺及策略

13.5.3 航空零件高速加工示例

参考文献

第14章 展望

14.1 高速切削技术的发展前景

14.2 推动未来高速切削应用的关键技术

14.3 高速加工技术与增材加工技术的竞争

参考文献

《高速加工理论与应用》系统总结了德国达姆施塔特工业大学、南京航空航天大学以及国内外其他著名研究单位与企业在高速加工理论研究和实际应用中的研究成果。全书共分为高速加工理论基础和高速加工应用与实践技术两篇。在高速加工理论基础部分，给出了高速加工的定义，介绍了高速加工技术的发展和应用现状，重点论述了高速切削切屑变形机理、高速加工特性、高速加工中的刀具磨损与刀具涂层技术、高速加工安全性与刀具监控技术，以及高速切削条件下的机械加工过程模拟。在高速加工应用与实践技术部分，重点讨论了高速加工机床、高速加工中的刀具技术、高速加工CAD/CAM技术、高速切削加工冷却润滑技术，以及高速加工技术在航空航天制造领域和模具制造领域中的应用，并对高速钻削技术与高速切削经济性进行了简要分析。
本书可作为高等院校从事高速加工技术教学人员和机械制造专业本科生与研究生的参考书，也可作为从事高速加工技术领域研究的科研人员的参考书，并为从事高速加工技术领域应用开发的工程技术人员提供指导。