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第1章　绪论 1

1.1　HSM概述 1

1.1.1　HSM的基本概念 1

1.1.2　HSM的技术范畴 4

1.1.3　HSM的国内外研究现状 6

1.2　高速切削机理 7

1.2.1　有关HSC机理的三种学说 7

1.2.2　切屑形成机理分析 8

1.2.3　高速切削方程式 10

1.2.4　切削热的产生和传递 11

1.3　HSM研究热点 17

1.3.1　HSM的刀具单元 17

1.3.2　高速电主轴 17

1.3.3　高速加工机体及硬件 18

1.3.4　高速CNC系统 19

1.3.5　高速加工的冷却技术 20

1.4　新型数据接口标准——STEP-NC 20

1.4.1　STEP-NC研究热点 22

1.4.2　STEP-NC的特点 22

1.5　STEP-NC与HSM的关系 24

1.6　研究意义与展望 26

1.6.1　研究意义 26

1.6.2　HSM技术展望 27

第2章 HSM系统技术 29

2.1　HSM加工的系统性特点 29

2.1.1　技术上的协调性 29

2.1.2　高速单元的组合性 31

2.1.3　管理上的一致性 33

2.2　高速加工的刀具系统 35

2.2.1　HSM的刀具材料 35

2.2.2　HSM刀具几何参数 36

2.2.3　HSM刀柄类型 37

2.2.4　HSM离心力 40

2.3　HSM刀具的可靠性 41

2.3.1　刀具系统可靠度设计 41

2.3.2　刀具磨损量及其参数估计 43

2.4　HSM的安全性 47

2.5　高速铣刀种类与选用 48

2.5.1　HSM铣刀的种类 48

2.5.2　HSM刀具的选择 49

2.5.3　加工薄壁件的特殊刀具 50

2.6　HSM机床选配性分析 50

2.6.1　典型机床 50

2.6.2　HSM部件 51

2.6.3　HSM机床可靠性与维修性 54

2.6.4　绿色化原则 55

2.6.5　人机工程学分析 55

2.6.6　协调性原则 55

2.6.7　HSM机床实例分析 55

2.7　HSM机床新发展 57

2.7.1　卧式五坐标高速铣床 57

2.7.2　立式五坐标高速铣床 58

第3章　高速铣削有限元分析 59

3.1　高速铣削建模 59

3.2　有限元法分析及网格划分 65

3.2.1　有限元法求解分析 65

3.2.2　铣刀简化模型 68

3.2.3　网格划分 69

3.3　边界条件和加载 70

3.4　高速铣刀有限元分析 72

3.4.1　高速铣刀前角分析 72

3.4.2　高速铣削螺旋角分析 76

3.4.3　高速铣刀刀齿数分析 80

3.4.4　高速铣刀长径比分析 83

第4章　HSM策略与数控技术 91

4.1　HSM刀具路径研究 91

4.1.1　HSM刀具路径模式 91

4.1.2　加、减速控制策略 96

4.1.3　加、减速程序处理 100

4.2　HSM对数控系统的要求 101

4.2.1 高速加工对CAD/CAM系统的要求 101

4.2.2　HSM对CNC的要求 102

4.2.3　适用于HSM的CAM软件分析 103

4.3　HSM工艺策略 106

4.3.1　高速铣削用量 106

4.3.2　高速加工工艺制订策略 109

4.3.3　HSM刀具路径优化 109

4.4　HSM编程策略 110

4.4.1　HSM数控编程基本策略 111

4.4.2　基于制造特征的编程策略 112

第5章　STEP-NC新型数控模型 114

5.1　STEP类标准 114

5.1.1　STEP标准 114

5.1.2　ISO 14649标准 114

5.1.3　STEP-NC研究现状 117

5.2　STEP-NC结构 119

5.2.1　STEP-NC程序结构 119

5.2.2　头部段 120

5.2.3　数据段 121

5.3　EXPRESS语言 121

5.3.1　EXPRESS语言结构和特点 122

5.3.2　约束规则 126

5.4 STEP AP214 129

5.5 STEP AP238 131

5.6　基于制造特征的数控加工 133

5.6.1　特征建模 133

5.6.2　STEP-NC的重要实体 134

5.6.3　STEP-NC的刀路规则可基本适合HSM要求 139

第6章 STEP-NC-HSM系统开发 142

6.1　STEP-NC-HSM总体方案 142

6.1.1　设计思想 142

6.1.2　STEP-NC-HSM体系结构 143

6.2　数据流程 144

6.2.1　STEP数据导入 144

6.2.2　STEP特征识别 146

6.3　刀具定义与管理 148

6.4　STEP-NC-HSM工步规划 149

6.5　STEP-NC代码生成 152

参考文献 156