切削加工是機(jī)械加工應(yīng)用最廣泛的加工方法之一文虏，而高速是它的重要發(fā)展方向洪铣，其中包括高速軟切削嘶刚、高速硬切削呐蹂、高速干切削、大進(jìn)給切削等莫诺。高速切削能夠大幅度提高生產(chǎn)效率和單位時(shí)間內(nèi)材料切除率伐种，改善加工表面質(zhì)量降低加工費(fèi)用。

　　高速切削的概念與高速切削技術(shù)

　　高速切削是一個(gè)相對概念畸玲，如何定義啡罗，目前尚無共識。而且由于不同的加工方式揭胶、不同工件有不同的高速切削范圍骤视，因而也很難就高速切削的速度范圍給出一個(gè)確切的定義。

　　高速切削技術(shù)是在機(jī)床結(jié)構(gòu)及材料、機(jī)床設(shè)計(jì)制造技術(shù)专酗、高速主軸系統(tǒng)睹逃、快速進(jìn)給系統(tǒng)、高性能CNC控制系統(tǒng)祷肯、高性能刀夾系統(tǒng)沉填、高性能刀具材料及刀具設(shè)計(jì)制造技術(shù)、高效高精度測量測試技術(shù)佑笋、高速切削機(jī)理翼闹、高速切削工藝等諸多相關(guān)硬件與軟件技術(shù)均得到充分發(fā)展的基礎(chǔ)之上綜合而成的。因此蒋纬，高速切削加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程猎荠，涉及機(jī)床、刀具蜀备、工件关摇、加工工藝過程參數(shù)及切削機(jī)理等諸多方面。

　　高速切削技術(shù)國外發(fā)展現(xiàn)狀

　　從德國 Carl. J. Salomon博士提出高速切削概念足贴，并于同年申請了專利以來牡泡，高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了高速切削的理論探索階段、高速切削應(yīng)用探索階段哮寨、高速切削的初步應(yīng)用階段尔产、高速切削的較成熟階段等四個(gè)階段，現(xiàn)已在生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用瞎遗。特別是20世紀(jì)80年代以來各工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼投入大量人力每此、財(cái)力，研究開發(fā)高速切削技術(shù)及相關(guān)技術(shù)截纹，發(fā)展迅速形维。

　　國外近幾年來高速加工機(jī)床發(fā)展迅速，美國贬屹、法國塞秤、德國、日本月锅、瑞士癌炒、英國、加拿大迹蛤、意大利等國家相繼開發(fā)了各自的高速切削機(jī)床民珍。高速主軸是高速切削技術(shù)最重要的關(guān)鍵技術(shù)，通常采用主軸盗飒、電動機(jī)一體化的電主軸部件嚷量，實(shí)現(xiàn)無中間環(huán)節(jié)的直接傳動陋桂，主軸支承一般使用陶瓷軸承、靜壓軸承蝶溶、動壓軸承嗜历、空氣軸承以及油0氣潤滑、噴射潤滑等技術(shù)身坐，也有使用磁力軸承的秸脱。進(jìn)給系統(tǒng)則開始采用直線電動機(jī)或小導(dǎo)程大尺寸高質(zhì)量的滾珠絲杠或大導(dǎo)程多頭絲杠，以提供更高的進(jìn)給速度和更好的加部蛇、減速特性摊唇，最大加速度可達(dá)2～10g。CNC控制系統(tǒng)則使用多片32位或64位CPU涯鲁，以滿足高速切削加工對系統(tǒng)快速數(shù)據(jù)處理能力的要求巷查，并采用前饋和大量超前程序段處理功能，以保證高速加工時(shí)的插補(bǔ)精度用兵。采用強(qiáng)力高壓神肖、高效的冷卻系統(tǒng)以解決極熱切屑問題。采用溫控循環(huán)水(或其它介質(zhì))來冷卻主軸電動機(jī)晴顷、主軸軸承排憨、直線電動機(jī)、液壓油箱狮善、電氣柜翻粘，有的甚至冷卻主軸箱、橫梁换募、床身等大構(gòu)件潘羡。采取更完備的安全保障措施保證機(jī)床操作者及機(jī)床周圍現(xiàn)場人員的安全，避免機(jī)床洲稽、刀具坎隶、工件及有關(guān)設(shè)施的損傷；識別和避免可能引起重大事故的工況蚂朽；保證產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量刮吧。

　　研究工件的材料特性對加工方法的影響，一些難加工材料如鎳基合金掖蛤、鈦合金和纖維增強(qiáng)塑料等皇筛，在高速條件下變得易于切削。另外坠七，不同材料最佳切削速度也不同，工件材料還是選擇刀具及加工參數(shù)的重要依據(jù)旗笔，一般在高速加工中彪置，宜采用高轉(zhuǎn)速、中小切深、快進(jìn)給拳魁、多行程惶桐，但是在高速加工的工藝參數(shù)選擇方面，目前國際上沒有面向生產(chǎn)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫可以參考潘懊。

　　高速切削機(jī)理的研究主要包括高速切削過程中的切屑成形機(jī)理姚糊、切削力、切削熱變化規(guī)律及刀具磨損機(jī)理對加工效率授舟、加工精度和加工表面完整性的影響規(guī)律婆跋。目前對鋁合金的高速切削機(jī)理研究，已取得了較為成熟的結(jié)論络灾，并已用于指導(dǎo)鋁合金的高速切削生產(chǎn)實(shí)踐簇精。但對黑色金屬及難加工材料的高速切削加工機(jī)理研究尚在探索階段，其高速切削工藝規(guī)范還很不完善蜕芭，是目前高速切削生產(chǎn)中的難點(diǎn)载秀，也是切削加工領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。另外乳的，高速切削已進(jìn)入鉸孔泥贷、攻絲等的應(yīng)用中，其機(jī)理也都在不斷研究之中硼环。就目前而言洼眶，對高速切削時(shí)的切削力、切削溫度趾赡、刀具磨損與刀具壽命赴辨、加工表面質(zhì)量與加工精度的變化規(guī)律還需要做更加深入的研究和探討。

　　高速切削技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

　　高速切削在國內(nèi)的研究及應(yīng)用起步較晚好勤，但進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來已普遍引起關(guān)注捣域。目前全國大約有300多萬臺機(jī)床，大部分還是通用機(jī)床宴合，數(shù)控機(jī)床包括經(jīng)濟(jì)型在內(nèi)大致占10%左右焕梅，在航空、航天卦洽、汽車贞言、模具、機(jī)床和工程機(jī)械等行業(yè)進(jìn)口數(shù)控機(jī)床和加工中心占了較大比例》У伲現(xiàn)在國內(nèi)10000～15000r/min的立式加工中心和18000r/min的臥式加工中心已開發(fā)成功并生產(chǎn)問世该窗，生產(chǎn)的高速數(shù)字化仿形銑床最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了40000r/min， 3500～4000r/min的數(shù)控車床和車削中心已成批生產(chǎn)蚤霞，8000r/min的數(shù)控車床也已問世酗失。高速機(jī)床的高檔數(shù)控系統(tǒng)和開放式數(shù)控系統(tǒng)正在深入研究中义钉，但目前主要還是依賴進(jìn)口。目前國內(nèi)正逐步開始推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)规肴，主要是應(yīng)用在航空航天捶闸、模具和汽車工業(yè)，加工鋁合金和鑄鐵較多塞姻，但采用的刀具以進(jìn)口為主蚌长。

　　國內(nèi)刀具材料目前仍以高速鋼、硬質(zhì)合金刀具為主尺澜，先進(jìn)刀具材料(如涂層硬質(zhì)合金绵顷、金屬陶瓷、陶瓷刀具延坡、CBN和PCD刀具等)雖有一定基礎(chǔ)饲丢，但應(yīng)用范圍不夠廣泛《娌總的來說蜻弧，切削速度普遍偏低，切削水平和加工效率較低蟆盖。高速切削基礎(chǔ)理論研究起步較晚吓挣，80年代以來，國內(nèi)對陶瓷刀具高速硬切削時(shí)的切屑形成多梦、切削溫度奄础、切削力、刀具磨損與破損劳吠、刀具壽命和加工表面質(zhì)量等規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究引润，并已在生產(chǎn)中得到較多應(yīng)用。自90年代以來痒玩，對高速切削鋁合金淳附、鋼、鑄鐵蠢古、高溫合金奴曙、鈦合金等的切削力、切削溫度草讶、刀具磨損與破損和刀具壽命進(jìn)行了一定研究和探討洽糟，但還沒有進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。對切削加工過程的監(jiān)控技術(shù)研究較多堕战，但投入生產(chǎn)使用的較少坤溃。

　　高速切削的應(yīng)用

　　由于高速切削機(jī)床和刀具技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的迅速進(jìn)步，高速切削技術(shù)已應(yīng)用于航空嘱丢、航天浇雹、汽車沉御、模具、機(jī)床等行業(yè)中依筝，車、銑绪毅、鏜剪莲、鉆、拉叙傅、鉸众新、攻絲、磨削鋁合金熊赐、鋼弄袜、鑄鐵、鈦合金汛滩、鎳基合金女溺、鉛、銅及銅合金函绊、纖維增強(qiáng)的合成樹脂等幾乎所有傳統(tǒng)切削能加工的材料敛竭，以及傳統(tǒng)切削很難加工的材料。刀具材料主要使用碳素工具鋼阁最、超高速鋼戒祠、硬質(zhì)合金、涂層刀具速种、陶瓷刀具姜盈、立方氮化硼、天然金剛石配阵、人工金剛石馏颂、聚晶金剛石等。

　　目前國際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于汽車工業(yè)闸餐、工件本身或刀具系統(tǒng)剛性不足的加工領(lǐng)域及加工復(fù)雜曲面的領(lǐng)域饱亮。不同加工方式、不同工件材料有不同的高速切削范圍舍沙。

　　高速切削還在進(jìn)一步發(fā)展中近上，預(yù)計(jì)銑削加工鋁的切削速度可達(dá)到10000m/min，加工鑄鐵可達(dá)到5000m/min拂铡，加工普通鋼也將達(dá)到 2500m/min壹无；鉆削加工鋁切削轉(zhuǎn)速可達(dá)到30000r/min，加工鑄鐵達(dá)到20000r/min实射，加工普通鋼達(dá)到10000r/min。

　　高速切削存在的問題及發(fā)展展望

　　高速切削是切削加工發(fā)展的主要方向之一娶耍，它除依賴于數(shù)控技術(shù)袋凶、微電子技術(shù)、新材料和新穎構(gòu)件等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展外恰日，自身亦存在著一系列亟待攻克的技術(shù)問題，如刀具磨損嚴(yán)重梅明，高速切削刀具切入切出時(shí)破損問題姐淫，高速切削用刀具材料價(jià)格昂貴，銑乳环、鏜等回轉(zhuǎn)刀具及主軸需要?jiǎng)悠胶饨潮茫毒?a target="_blank" class="mmstipl4" href="http://www.atkqc.com/clamp/">夾持要牢靠安全，主軸系統(tǒng)昂貴且壽命短倘回，而且所用高速加工機(jī)床及其控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴了酌，使得高速切削的一次性投入較大，這些問題制約著高速切削的進(jìn)一步推廣應(yīng)用音瓷。高速切削發(fā)展趨勢和未來研究方向歸納起來主要有：(1)新一代高速大功率機(jī)床的開發(fā)與研制对嚼；(2)高速切削動態(tài)特性及穩(wěn)定性的研究；(3)高速切削機(jī)理的深入研究外莲；(4)新一代抗熱振性好猪半、耐磨性好、壽命長的刀具材料的研制及適宜于高速切削的刀具結(jié)構(gòu)的研究偷线；(5)進(jìn)一步拓寬高速切削工件材料及其高速切削工藝范圍磨确；(6)開發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)；(7)建立高速切削數(shù)據(jù)庫声邦，開發(fā)適于高速切削加工的編程技術(shù)以進(jìn)一步推廣高速切削加工技術(shù)乏奥；(8)基于高速切削工藝，開發(fā)推廣干式(準(zhǔn)干式)切削綠色制造技術(shù)亥曹；(9)基于高速切削邓了，開發(fā)推廣高能加工技術(shù)。

　　結(jié)語

　　發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)媳瞪，振興我國制造業(yè)骗炉，迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)乃是建立強(qiáng)大工業(yè)國家的根本。高速切削技術(shù)是先進(jìn)的制造技術(shù)蛇受，有廣闊的應(yīng)用前景榛覆。推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)不但可以大幅度提高機(jī)械加工的效率、質(zhì)量菱脯，降低成本跃等，而且可以帶動一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。加強(qiáng)高速切削技術(shù)的基礎(chǔ)研究，建立高速切削數(shù)據(jù)庫喉投、高速切削安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)编毒，提高機(jī)床和工具行業(yè)的開發(fā)創(chuàng)新能力，加快高速切削刀具系統(tǒng)种车、高速切削機(jī)床系統(tǒng)的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化歹簸，已是當(dāng)務(wù)之急『创瘢　

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