切削速度的提高反映了機械制造整體技術(shù)水平的進(jìn)步，為機械制造業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益砂豌。從切削加工的發(fā)展歷史來看，通常是通過開發(fā)和改進(jìn)切削刀具材料來大幅度提升切削速度光督，從而達(dá)到提高切削效率阳距、降低生產(chǎn)成本的目的。20世紀(jì)80年代以來结借，歐美刀具制造業(yè)經(jīng)過大量的試驗研究筐摘，對切削機理的認(rèn)識有了新的突破，認(rèn)為當(dāng)切削速度的提高超過某個臨界值(因材料而異)后船老，刀具的磨損并非按照泰勒曲線的規(guī)律急劇增加咖熟，而是在以后的某個區(qū)間內(nèi)隨切削速度的提高而有所減少，并在經(jīng)歷一個谷底后再重新上升。雖然對這一現(xiàn)象尚未得到一致的理論解釋馍管，但并不妨礙根據(jù)這一規(guī)律在此谷底附近區(qū)間進(jìn)行高速加工技術(shù)的應(yīng)用郭赐。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的航空确沸、汽車捌锭、動力機械、模具境愕、軸承秋降、機床等行業(yè)依據(jù)這個理論發(fā)展高速切削，使上述行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高停楞，加工成本大幅度降低别逐，獲得了市場競爭優(yōu)勢。 

　　理論分析和實踐證明羔漂，高速切削是一個系統(tǒng)工程敢智。從技術(shù)的層面上看，高速切削涉及高速主軸單元隆鹤、快速進(jìn)給和高加(減)速度的驅(qū)動系統(tǒng)菜盒、高性能的快速CNC控制系統(tǒng)、高剛性的機床結(jié)構(gòu)汪请、數(shù)據(jù)的快速處理和傳送酪捏、動平衡控制、超硬刀具材料和鍍層工藝技術(shù)等各個方面贸左；從管理的層面上看层锄，高速切削涉及高速加工理念、新的管理方法等矿卑。作為系統(tǒng)的一部分喉恋，各個環(huán)節(jié)只有互相協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效益母廷。如在加工模具的曲面時轻黑，如果其它環(huán)節(jié)都符合高速加工的要求，但其CAM的數(shù)據(jù)處理只使用直線插補而不是圓弧插補或樣條曲線插補來模擬工件表面的曲線琴昆，機床的進(jìn)給系統(tǒng)總是處在不停的加減速過程中氓鄙，就無法達(dá)到預(yù)定的進(jìn)給速度，從而限制了切削效率的提高和生產(chǎn)成本的降低业舍。同樣抖拦，如果在高速銑削中選用普通結(jié)構(gòu)的三刃立銑刀，由于其通常采用一齒過中心的結(jié)構(gòu)舷暮，動平衡性能先天不足态罪，同樣也不能達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速，不能獲得預(yù)期的加工效率。 

　　瓦爾特公司是世界領(lǐng)先的金屬加工刀具企業(yè)之一复颈，在與世界各地的制造業(yè)尤其是德國汽車業(yè)的合作中積累了大量的成功經(jīng)驗绩聘。瓦爾特(無錫)有限公司很早就在中國開始了高速加工的實踐÷∥模看到高速切削正在中國快速發(fā)展美卒，作為國內(nèi)企業(yè)的系統(tǒng)刀具伙伴，瓦爾特(無錫)非常愿意與中國制造業(yè)共同分享高速切削的技術(shù)成果韧践。 

　　在高速切削加工中轿战，首先應(yīng)充分重視刀具安全性問題。銑削是目前高速切削應(yīng)用的主要工藝随象，銑刀(包括面銑刀载蜓、立銑刀和模具銑刀)是主要的高速切削刀具。這類刀具在高速旋轉(zhuǎn)時各部分都要承受很大的離心力聪蔬，由于其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過切削力的作用(過大的離心力足以導(dǎo)致刀體破碎)肄绢，因此成為刀具的主要載荷。德國在20世紀(jì)90年代初就開始了對高速銑刀安全性技術(shù)的研究无价，并在機器制造商協(xié)會的支持下详毡，組成了由大學(xué)研究機構(gòu)、刀具制造廠琳柱、研究所和刀具用戶參加的工作組耻陕，從事高速銑刀安全性技術(shù)的研究。經(jīng)過近十年的工作刨沦，取得了一系列階段性成果诗宣，制定了德國國家標(biāo)準(zhǔn)并被采納為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，推動了世界范圍內(nèi)高速切削技術(shù)的發(fā)展想诅。在此過程中召庞，瓦爾特公司與工作組一起就高速銑刀的強度計算進(jìn)行了研究。通過專門用于高速銑刀的有限元計算方法来破，分別開發(fā)了刀體篮灼、刀座、刀片徘禁、夾緊螺釘?shù)挠嬎隳K穿稳，還可模擬刀片在刀座里的滑動、螺釘頭在擰緊和工作載荷下的變形等晌坤。研究計算顯示，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某臨界速度時旦袋，螺釘達(dá)到臨界應(yīng)力而出現(xiàn)拉伸變形骤菠。而在達(dá)到臨界速度之前，螺釘首先產(chǎn)生彎曲，實際長度變長刃傻，夾緊力下降引苇，造成刀片產(chǎn)生位移。 

　　為了保證切削加工的安全鸣谒，德國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定刀具產(chǎn)品應(yīng)在至少超過廠家標(biāo)稱的最高轉(zhuǎn)速60%的情況下才能發(fā)生位移牌鹊，在至少超過廠家標(biāo)稱的最高轉(zhuǎn)速100%的情況下才能發(fā)生解體或整體刀具的折斷。在實際應(yīng)用中沟奸，瓦爾特公司在2000年的綜合樣本上己倾，列出了幾乎所有的擴孔、鏜孔刀具和銑刀在不同直徑下的的最高轉(zhuǎn)速扶取，保證在使用規(guī)定的原產(chǎn)刀片和原產(chǎn)配件的條件下銑削是非常安全的蔫迅。而在德國達(dá)姆斯塔特大學(xué)的實驗中，瓦爾特標(biāo)稱最高轉(zhuǎn)速8000r/min的銑刀在實際轉(zhuǎn)速高達(dá)36700r/min時才發(fā)生解體芜田，也充分說明了瓦爾特刀具本身具有足夠的安全性具藐。隨著高速加工的應(yīng)用日益廣泛，現(xiàn)在越來越多的歐美刀具廠商在刀具設(shè)計階段就考慮對高速切削的適應(yīng)性蜈沛。如瓦爾特的球頭銑刀新產(chǎn)品F2339庞溜，其刀片底面有兩個空刀窩，可與刀體上的凸起部分相配合碑定，對作用在夾緊螺釘上的離心力起卸載作用流码，使其可以采用相對較高的切削速度。高速銑削時不傅，加工鋁合金的面銑刀在直徑較大時其轉(zhuǎn)動慣量也會很大旅掂，因此瓦爾特對加工鋁合金的大直徑銑刀采用了高強度鋁合金刀體，極大地降低了轉(zhuǎn)動慣量访娶，增加了刀具的安全性商虐。2003年，瓦爾特還推出了能在尺寸調(diào)節(jié)過程中自動進(jìn)行平衡適應(yīng)的鏜刀崖疤。 

　　高速加工時秘车，除了刀具本身的安全性，刀具夾持系統(tǒng)的安全性和安裝后的整體動平衡性能也必須充分重視劫哼。瓦爾特推薦在高速切削中使用HSK空心短錐柄作為刀具與機床的接口叮趴，刀柄與刀具的接口采用液壓式、熱膨脹式权烧，而將標(biāo)準(zhǔn)的圓柱柄(不帶削平結(jié)構(gòu))作為刀具柄部的主要形式丰躺。在非常高的轉(zhuǎn)速下，除刀具和夾持系統(tǒng)本身的平衡是必要的前提條件外励邓，刀具安裝后仍需要進(jìn)行整體的平衡肄琉。因此丧爸，用于加工鋁合金的大尺寸銑刀必須能進(jìn)行平衡調(diào)整。一般說來洋训，高速切削條件下的盤類刀具至少應(yīng)進(jìn)行靜平衡带超，而桿類刀具則必須進(jìn)行動平衡。由于我國企業(yè)較少在引進(jìn)高速機床的同時引進(jìn)平衡設(shè)備妙散，因此希望能引起刀具用戶的重視昨宋。同時，筆者認(rèn)為國內(nèi)刀具供應(yīng)商也必須加強高速刀具安全性的研究诅慧，以促進(jìn)我國高速切削技術(shù)的發(fā)展紧除。 

　　由于高轉(zhuǎn)速帶來高的金屬切除率，因此辰车，即使是加工鋁合金也會對機床的功率提出很高要求缔直。計算表明，用直徑30mm的3齒玉米銑刀加工寬30mm博其、深度也為30mm的槽套才，如采用1100m/min的切削速度和0.1mm/z的進(jìn)給量，功率可能達(dá)到57.6kW慕淡。因此背伴，瓦爾特公司推薦用戶采用的高速切削策略是：高的切削速度、中等的進(jìn)給量和小的切削深度峰髓。對于大余量加工傻寂，建議采用分層切削。

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