高速切削(High-Speed Machining,HSM)是20世紀(jì)90年代迅速走向?qū)嶋H應(yīng)用的先進(jìn)加工技術(shù)，通常指高主軸轉(zhuǎn)速和高進(jìn)給速度下的立銑，國(guó)際上在航空航天制造業(yè)饮估、模具加工業(yè)、汽車零什加工殴据，以及精密零什加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用墙目。高速銑削可用于鋁合金、銅等易切削金屬和淬火鋼又信、鈦臺(tái)金胰绢、高溫合金等難加工材料，以及碳纖維塑料等非金屬材料的加工抛冗。例如在鋁合金等飛機(jī)零件加工中切省，曲面和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料去除量高達(dá)90％-95％，采用高速銑削可人人提高生產(chǎn)效率和加工精度数尿。高速切削刀具技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一仑性。隨著切削速度的大幅度提高惶楼，切削刀具在材料右蹦、幾何參數(shù)、刀桿結(jié)構(gòu)以及切削工藝參數(shù)等方面都不同于傳統(tǒng)速度切削時(shí)的要求歼捐，正確選擇和優(yōu)化刀具各參數(shù)何陆，對(duì)于提高加工效率和質(zhì)量、延長(zhǎng)刀具壽命豹储、降低加工成本都會(huì)起非常關(guān)鍵的作用贷盲。

　　1．刀具材料

　　高速銑削刀具材料主要有硬質(zhì)合金、涂層刀具剥扣、金屬陶瓷巩剖、陶瓷、立方氮化硼(CBN)和金剛石刀具钠怯。

　　硬質(zhì)合金：高速銑刀通常采用細(xì)品良涯В或超細(xì)品粒硬質(zhì)合金(品粒尺寸0.2～1μm)，根據(jù)被加工材料選鎢鈷類或鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金福信。

　　涂層刀具：高速銑削大量采用的是涂層刀具惧仪，基體有高速鋼、硬質(zhì)合金雨I陶瓷蹲楷，但以硬質(zhì)合金為主蠕艳。涂層材料有TiCN、TiAIN茬蒿、TiAICN磺则、CBN、Al2O3附扭、CNx等牧俩，通常采用多層復(fù)合涂層，如：TiCN+Al2O3+TiN颈有，TiCN+Al2O3虚育，TiCN+Al2O3+HfN，TiN+Al2O3吁沉，TiCN衣式，TiB2，TiAlN/Tin和TiAlN等檐什。最新發(fā)展的TiN/AIN納米涂層刀具也適合用于高速切削碴卧。

　　金屬陶瓷：主要有高耐磨性TiC基金屬陶瓷(TiC+Ni or Mo)。高韌性TiC基金屬陶瓷(TiC+TaC+WC+Co)，增強(qiáng)型TiCN基金屬陶瓷(TiCN+NbC)住册，相比硬質(zhì)合金改善了刀具的高溫性能婶博，適合高速加工合金鋼和鑄鐵。

　　陶瓷刀具：陶瓷刀具分為氧化鋁陶瓷荧飞、氮化硅陶瓷和復(fù)合陶瓷三類凡人，具有高硬度、高耐磨性叹阔、熱穩(wěn)定性挠轴。其中Al2O3基陶瓷約占2/3，這種陶瓷刀具適合加工鋼件耳幢；Si3N4基陶瓷約占1/3岸晦，這種陶瓷刀具更適于高速銑削鑄鐵；Si3N4-Al2O3復(fù)合陶瓷具有較高的強(qiáng)度和斷裂韌性痪僵，不適合加工鋼件螃浑，可用于高速粗加工鑄鐵和鎳基合金。

　　CBN：CBN刀具具有高硬度暮诫、高耐熱性诵城、高化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性，但強(qiáng)度稍低霜售。按重量比分瑟毡，低含量CBN(50％～65％)可用于淬硬鋼的精加工；高含量CBN(80％～90％)可剛于高速銑削鑄鐵矿退，淬硬鋼的粗加工和半精加工伸果。

　　金剛石：分天然金剛石和聚晶金剛石，高速銑削主要采用聚晶金剛石跪篷，通常用于高速加工有色金屬和非金屬材料刊搁。

　　目前在高速銑削加工中，應(yīng)用最多的是整體硬質(zhì)合金刀具桃姐，其次是機(jī)夾硬質(zhì)合金刀具钻局。

　　2．刀具結(jié)構(gòu)

　　典型的高速銑削刀具，分為整體式和機(jī)夾式兩類口柳。小直徑銑刀一般采用整體式苹粟，大直徑銑刀采用機(jī)夾式。高轉(zhuǎn)速機(jī)床對(duì)刀具直徑有一定限制跃闹，整體式高速銑刀在出廠時(shí)經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡檢驗(yàn)嵌削，使用時(shí)比較方便，而機(jī)夾式需要在每次裝夾刀片后進(jìn)行動(dòng)平衡望艺，所以整體式比較常用苛秕。機(jī)床在轉(zhuǎn)速比較低、能提供較大扭矩時(shí)可采用機(jī)夾式銑刀。在高轉(zhuǎn)速下應(yīng)用機(jī)夾刀具加工時(shí)艇劫，應(yīng)注意刀具的動(dòng)平衡等級(jí)以及最高許用轉(zhuǎn)速吼驶。

　　銑刀節(jié)距定義為相鄰兩個(gè)刀齒間的周向距離，受銑刀刀齒數(shù)影響店煞。短節(jié)距意味著較多的刀齒和中等的容屑空間蟹演，允許高的金屬去除率，一般用于鑄鐵銑削和中等負(fù)荷銑削鋼件浅缸，通常作為高速銑刀首選轨帜。大節(jié)距銑刀齒數(shù)較少近沐，容屑空間大庵坛，常用于鋼的粗加工和精加工，以及容易發(fā)生振動(dòng)的場(chǎng)合象瓤。超密節(jié)距的容屑空間小恼睹，可承受非常高的進(jìn)給速度，適合鑄鐵斷續(xù)表面加工叨林，鑄鐵的粗加工和鋼件的小切深加工狞衷。

　　3．刀桿結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)機(jī)床最高轉(zhuǎn)速達(dá)到15000r/min時(shí)，通常需要采用HSK高速銑刀刀桿料鲫，或其他種類的短柄刀桿久耍。HSK刀桿為過(guò)定位結(jié)構(gòu)，提供與機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)肝慕，在機(jī)床拉力作用下椭皿，保證刀桿短錐和端面與機(jī)床緊密配合。

　　刀桿夾緊刀具的方式主要有側(cè)同式孟景、彈性?shī)A緊式刻渔、液壓夾緊式和熱膨脹式等，側(cè)固式難以保證刀具動(dòng)平衡让腹，在高速銑削時(shí)不宜采用远剩。其中熱膨脹式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠骇窍、同心度高瓜晤，傳遞扭矩和徑向力大，剛性足腹纳，動(dòng)平衡性好痢掠，是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ牡稐U結(jié)構(gòu)。

　　熱膨脹式刀桿夾頭的刀孔與刀柄為過(guò)盈配合只估，須采用專用熱膨脹裝置裝卸刀具志群，一般使用電感加熱或熱空氣加熱刀桿，使刀孔真徑膨脹，然后將刀柄插入刀锌云，冷卻后孔徑收縮將刀柄緊緊夾住荠医。在以上三種刀具裝夾方式中，以熱膨脹裝夾的刀具安裝精度最高桑涎，同時(shí)能提供更火的扭矩彰莲。特別是在應(yīng)用小直徑刀具進(jìn)行高速加工時(shí)，熱膨脹裝夾更具優(yōu)勢(shì)烈瘸。

　　4．加工工藝及切削參數(shù)

　　在高速銑削中一般不推薦使用平底立銑刀泳疗。這是因?yàn)槠降琢姷对谇邢鲿r(shí)刀尖部位由予流屑干涉，切屑變形大范般，同時(shí)有效切削刃長(zhǎng)度最短驹莽，導(dǎo)致刀尖受力火、切削溫度高钟展，以致快速磨損烙巩。在工藝允許的條件下，應(yīng)盡鮭采用刀尖圓弧半徑較大的刀具進(jìn)行高速銑削肢钙，因?yàn)殡S著立銑刀刀尖圓弧半徑的增加距堂，平均切削厚度和主偏角均下降，同時(shí)刀具軸向受力增加可以充分利用機(jī)床的軸向剛度遍削，減小刀具變形和切削振動(dòng)吹夏。

　　因此，在高速銑削加工時(shí)通常采用刀尖圓弧半徑較大的立銑刀(球頭刀或圓刀片鑲嵌式刀具)子擅，且軸向切深一般不宣超過(guò)刀尖圓弧半徑弟孟。徑向切削深度的選擇和加工材料有關(guān)，對(duì)于鋁合金之類的輕合金為提高加工效率可以采用較大的徑向銑削深度仇祭，對(duì)于鋼及其他加工性稍差的材料宜選擇較小的徑向銑削深度披蕉，減緩刀具磨損。

　　高速銑削加工用量的確定主要考慮加工效率乌奇、加工表面質(zhì)量没讲、刀具磨損以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料時(shí)礁苗，加工用量會(huì)有很大差異爬凑，目前尚無(wú)完整的加工數(shù)據(jù)。高速銑削在鋁合金加工方面技術(shù)較為成熟试伙，一般可根據(jù)實(shí)際選用的刀具和加工對(duì)象參考刀具廠商提供的加工用量選擇嘁信。一般的選抒原則是中等的每齒進(jìn)給量fz，較小的軸向切深ap疏叨，適當(dāng)大的徑向切深ae潘靖，保持高的切削速度和主軸轉(zhuǎn)速穿剖。

　　高速切削加工是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，加快其推廣應(yīng)用泛汁，將會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益刽巍。高速切削刀具技術(shù)對(duì)發(fā)展和應(yīng)用高速切削技術(shù)具有決定性作川，因此寿经，高速切削加工刀具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義鹦堕。隨著先進(jìn)制造技術(shù)及材料技術(shù)的發(fā)展，涂層刀具剖坟、超硬材料刀具辆雇、陶瓷刀具等將得到廣泛應(yīng)用，高速切削刀具系統(tǒng)將日趨完善绪桑，成為推動(dòng)高速切削加工的重要組成部分完冻。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享语哺，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)逐豆，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布忽仗、編輯整理上傳，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)浦译，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)棒假。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片精盅、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題帽哑，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容叹俏，以保證您的權(quán)益妻枕！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。