代表現(xiàn)代機械加工主流方向的高速切削加工狸捕，因順應(yīng)了21 世紀機械加下高效率喷鸽、高精度、柔性與綠色化的要求而得到了迅猛發(fā)展府寒。高速加工的最大特點是在極大滿足高效生產(chǎn)的同時魁衙，也大大提高了被加工零件的加工精度和表面質(zhì)量报腔。運用高速加工的“一次過”技術(shù)株搔，可將傳統(tǒng)的粗精加工一次加工完成，既可獲得高質(zhì)量的加工表面纯蛾，又省去了傳統(tǒng)的若干工序肌辑，使加工效率得以極大提高。隨著電主軸在機床中的普遍應(yīng)用留旱，制約機床切削速度不斷提高的因素已不僅僅是機床主軸本身刹造，適宜高速切削加工要求的刀具系統(tǒng)與技術(shù)的研究已成為影響高速加工不斷發(fā)展的重要因素。因此格你，深入研究高速加工對刀具系統(tǒng)提出的新要求劫欣，開發(fā)適宜高速加下要求的刀具系統(tǒng)具有十分重要的意義。本文針對傳統(tǒng)刀具在高速加工中存在的弊端述逾，在認真分析高速加工對刀具系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上盹清，論述了適宜高速加工要求的刀具系統(tǒng)的技術(shù)方法。

　　1 高速切削加工對刀其系統(tǒng)的要求

　　高速切削加工不僅僅是主軸轉(zhuǎn)速的提高殴客，而是指整體加工時間的縮短曾辙。因此，高速切削加工不僅要求切削刀具具有很高的剛性傀铃、安全性糕米、柔性、動平衡特性和操作方便性茫经，而且對刀具系統(tǒng)與機床接口的連接剛度巷波、精度以及刀柄對刀具的夾持力與夾持精度等都提出了很高的要求。
所謂刀具系統(tǒng)即由裝夾刀柄與切削刀具所組成的完整刀具體系卸伞。裝夾刀柄與機床接口相配抹镊，切削刀具直接加工被加工零件姜性，兩者極為重要。高速切削加工刀具系統(tǒng)必須滿足以下要求：

　　刀具結(jié)構(gòu)的高度安全性 作為應(yīng)用于高速切削加工的刀具系統(tǒng)髓考，其結(jié)構(gòu)必須具有高度安全性部念，以防止刀具高速回轉(zhuǎn)時刀片飛出，并保證旋轉(zhuǎn)刀片在2倍于最高轉(zhuǎn)速時不破裂氨菇。

　　刀具系統(tǒng)優(yōu)異的動平衡性 用于高速加工的刀具系統(tǒng)的動平衡性能是至關(guān)重要的儡炼。由理論力學(xué)知識可知，離心力F=mrw2查蓉，當(dāng)?shù)毒呦到y(tǒng)動平衡性能較差時乌询，高速旋轉(zhuǎn)的刀具會產(chǎn)生很大的離心力，從而引起刀桿彎曲并產(chǎn)生震動豌研，其結(jié)果將使被加工零件質(zhì)量降低妹田，甚至導(dǎo)致刀具損壞。
高的系統(tǒng)剛性 刀具系統(tǒng)的靜淌璧、動剛性是影響加工精度及切削性能的重要因素拳镊。刀具系統(tǒng)剛性不足將導(dǎo)致刀具系統(tǒng)振動或傾斜，使加工精度和加工效率降低禽忧。同時寓吼，系統(tǒng)振動又會使刀具磨損加劇，降低刀具和機床使用壽命衙乡。

　　高的系統(tǒng)精度 系統(tǒng)精度包括系統(tǒng)定位夾持精度與刀具重復(fù)定位精度以及良好的精度保持性治牲。具備以上精度要求的刀具系統(tǒng)，才能保證高速加工整個系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性箱歪，從而滿足高速趁悦、高精加工工件的要求。

　　高的互換性 對模塊式刀具系統(tǒng)而言揽膏，需要刀具系統(tǒng)具有更高的靈活性委蒿，以便通過調(diào)整或組裝，迅速適應(yīng)不同零件的加工需要跑事。此外别粮，刀具與機床的接口應(yīng)采用相同的刀柄系統(tǒng)，以減少不必要的庫存蛇耀。

　　2 傳統(tǒng)刀具系統(tǒng)存在的問題

　　刀具定位精度和重復(fù)定位精度低 高速加工時辩诞，由于離心力的作用，主軸錐孔與刀具錐柄均發(fā)生徑向擴張纺涤。當(dāng)錐柄擴張量小于主軸錐孔擴張量時译暂，出現(xiàn)配合間隙。于是撩炊，在拉緊螺釘拉緊力的作用下外永，錐柄帶動刀具軸向位移崎脉，導(dǎo)致刀具在高速加下時軸向定位精度降低。
同時．刀柄與主軸錐孔只靠錐面配合連接伯顶，軸向剛度較低囚灼，導(dǎo)致刀具重復(fù)定位精度較低。

　　刀具動態(tài)與靜態(tài)剛度低刀具高速旋轉(zhuǎn)時祭衩，在離心力作用下灶体，主軸錐孔軸向擴張量的差異，使得本來由錐面結(jié)合的低剛性連接的剛度進一步降低掐暮。

　　刀柄錐部較長捧懈，不利于快速換刀和機床主軸的小型化。

　　由于以上原因碧爬，傳統(tǒng)刀具系統(tǒng)已不能滿足高速切削加工的需要失叁，必須研究開發(fā)適宜高速切削加工的刀具系統(tǒng)。

　　3 基于高速切削加工的刀具技術(shù)

　　刀具材料技術(shù)

　　高速切削加工對材料的主要要求是：良好的高溫化學(xué)性能旺胳、熱物理性能隐辟、化學(xué)穩(wěn)定性、抗涂層破裂性檀氏、抗粘接性和抗熱振性退厕。高速切削加工刀具材料必須按被加工工件材質(zhì)和加工特性進行選擇，并配以合理的切削條件纳帽，才能發(fā)揮優(yōu)異的切削性能。對于鋼弄讥、鑄鐵等黑色金屬挣呛，宜選用陶瓷、金屬陶瓷及立方氮化硼刀具谋啃，對于鋁舰绘、鎂等有色金屬，宜選用PCD 和CVD等刀具材料葱椭。目前捂寿，在美國航天航空工業(yè)中，銑削鋁合金的切削速度已達7,500m/min孵运、秦陋，其切削速度主要受限于機床主軸轉(zhuǎn)速。對于鋼治笨、鑄鐵等黑色金屬驳概，高速切削中達到的切削速度為加工鋁合金的1/3～1/5 ，約為1,000～1,200m/min 旷赖，其速度主要受限于刀具材料的耐熱性顺又，而未來高速切削的目標是：銑削鋁合金的切削速度為10,000m/min 更卒。鑄鐵為5,000m/min ，普通鋼材為2,500m/min 稚照，而鉆削鋁合金蹂空、鑄鐵、普通鋼的速度為30,000m/in 果录、20,000m/min和10,000m/min , 在未來高速和超高速加工中债轰，超硬刀具材料(如PCD 、PCBN )缕翁、陶瓷刀具丐闲、涂層刀具、TiC(N)基硬質(zhì)合金刀具等刀具材料將發(fā)揮重要作用叠凸。

　　刀其系統(tǒng)接口技術(shù)

　　刀具系統(tǒng)接口技術(shù)包括刀具—機床接口技術(shù)與刀具—刀柄接口技術(shù)索官。

　　為了克服傳統(tǒng)刀柄僅僅依靠錐面定位導(dǎo)致的不利影響，一些科研機構(gòu)和刀具制造商研究開發(fā)了一種能使刀柄在主軸內(nèi)孔錐面和端面同時定位的新型連接方式—兩面約束過定位夾持系統(tǒng)滨鼠。該系統(tǒng)具有很高的接觸剛度和重復(fù)定位精度势瘤，夾緊可靠。目前捶臂，該系統(tǒng)主要有短錐柄和7:24長錐柄兩種形式勃否。雖然7:24錐柄具有與傳統(tǒng)BT刀柄可以互換，并可方便安裝于主軸錐孔錐度為7:24的機床上赎躲，可提高刀柄與主軸的連接剛度和精度等優(yōu)點避掩，但從切削速度日趨提高的高速加工的發(fā)展趨勢來看，錐度為1:10的短錐柄的刀柄結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景更為廣闊肴熏。目前鬼雀，短錐柄的兩面約束刀柄主要有HSK、KM蛙吏、NT源哩、BIG-PLUS等幾種。

　　HSK刀柄的錐柄部分采用錐度為1:10 的中空短錐柄鸦做。當(dāng)?shù)侗c主軸連接時励烦，依靠短錐刀柄在主軸錐孔內(nèi)定心。當(dāng)短錐刀柄與主軸錐孔緊密接觸時．在端面間尚有0.1左右的間隙泼诱，在拉緊力作用下坛掠，利用中空刀柄的彈性變形補償該間隙，以實現(xiàn)與主軸錐面和端面雙面約束定位坷檩。此時却音，短刀柄與主軸錐孔間的過盈量約3～10 μm。由于中空刀柄具有較大的彈性變形矢炼，因此對刀柄的制造精度要求相對較低系瓢。此外阿纤，由于HSK刀具系統(tǒng)柄部短、質(zhì)量小撼由，有利于機床自動換刀和機床小型化荡将。但其中空短錐柄結(jié)構(gòu)亦會使系統(tǒng)剛度與強度受到影響。HSK刀柄有A狭鳖、B您账、C、D拳沙、E等多種形式爽附，其中HSK40A 、HSK40E 怔惯、HSK63E的極限轉(zhuǎn)速可達到4,200r/min 蝗淡、5,5000r/min 、3,2500r/min 庞取。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)避顶，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)鞍靴，也不構(gòu)成任何其他建議蟋软。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳嗽桩，對此類作品本站僅提供交流平臺岳守，不為其版權(quán)負責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻涤躲、圖片棺耍、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知种樱，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益俊卤！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn嫩挤。