切削加工仍是當(dāng)個(gè)主要的機(jī)械加工方法，在機(jī)械制造業(yè)中占據(jù)著重要地位。據(jù)估計(jì)胞四，機(jī)械制造業(yè)中%～%的工作量是切削加工，全世界每年切削加工耗費(fèi)約億美元伶椿。

　　超高速切削技術(shù)是近年來發(fā)展起來的集高效辜伟、優(yōu)質(zhì)和低耗為一身的先進(jìn)制造技術(shù)。它借助于自身獨(dú)特的加工機(jī)理和技術(shù)特點(diǎn)脊另，具有極高的加工效率导狡、極高的加工質(zhì)量。很低的加工成本以及拓寬的應(yīng)用范圍等一系列的優(yōu)越性偎痛，使切削技術(shù)發(fā)生了徹底的改革性進(jìn)步旱捧。

　　超高速切削加工的主要特點(diǎn)超高速切削加工不僅可大幅度縮短加工時(shí)間，提高加工效率踩麦，降低加工成本枚赡，而且可以使零件的表面加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高的水平。超高速切削加工具有以下主要特點(diǎn)：

　　工件熱變形減少在超高速切削加工中谓谦，由于切屑在極短時(shí)間內(nèi)被切除蛹拜，切削熱絕大部分被切屑帶走，因而工件溫度并不高贺坝，不僅受熱變形的可能性減小慰颊，而且可避免熱應(yīng)力、熱裂紋等表面缺陷俘噩。有利于保證零件的尺寸辱折、形位精度在超高速切削加工中，單位切削力由于切削層材料軟化減少逾辕，從而減少零件加工的變形财调，這對于加工薄壁類剛性差的零件特別有利。

　　可獲得較好的加工表面質(zhì)量超高速切削加工可減小表面硬化層深度芽茄，減小表面層殘余應(yīng)力及表面層微觀組織的熱損傷贩挨，從而減少零件表面層材質(zhì)的機(jī)械、物理及化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生變化的可能性章神，保證已加工表面的內(nèi)在質(zhì)量尤桃，確保零件的使用性。粗精加工工序復(fù)合加工爷耀，幾乎不需要在加工后消除內(nèi)應(yīng)力甘桑，例如模具表面的超高速硬銑削，可以部分取代電火花成形加工歹叮。

　　工藝系統(tǒng)振動(dòng)減小在超高速切削加工中由于機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高跑杭，激振頻率遠(yuǎn)離機(jī)床固有頻率，因而使工藝系統(tǒng)振動(dòng)減小，提高了加工質(zhì)量德谅。

　　顯著提高材料切除率在提高切削速度的同時(shí)可提高進(jìn)給速度爹橱，從而顯著提高材料切除率。例如超高速銑削窄做，當(dāng)保持切削厚度不變(每齒進(jìn)給量和切深不變)愧驱，進(jìn)給速度比常規(guī)銑削可提高～倍，從而達(dá)到很高的材料切除率椭盏。超高速銑削已廣泛用于汽車工業(yè)组砚、航空航天工業(yè)和模具制造業(yè)，加工鋁掏颊、鎂等輕金屬合金糟红、鋼材及鑄鐵。例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體锌褒、缸蓋匣夭、減速器殼體，飛機(jī)的整體鋁合金薄壁零件絮商，淬硬模具鋼以及鎳基會(huì)金邢窜、鈦合金等難加工材料。提高材料切除率的策略已由強(qiáng)力而緩慢轉(zhuǎn)向快速而輕便铆韭，機(jī)床由強(qiáng)力型(提高力學(xué)特性參數(shù))轉(zhuǎn)向高速型(提高速度特性參數(shù))丘隙。

　　超高速切削加工對機(jī)床系統(tǒng)的主要要求高速切削機(jī)床是實(shí)現(xiàn)高速及超高速切削的必要條件之一。超高速切削對機(jī)床的主要要求如下：

　　有一個(gè)適應(yīng)于超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸部件及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主軸的變速范圍完全由變頻調(diào)速交流主軸電機(jī)來實(shí)現(xiàn)菜涯，并使電機(jī)和機(jī)床主軸合二為一伶离，構(gòu)成所謂的電主軸。由于電主軸結(jié)構(gòu)緊湊拣末、重量輕诺教、慣性小、響應(yīng)特性好饼瓮，并且避免振動(dòng)與噪聲碗帅，因而是高速主軸單元的理想結(jié)構(gòu)。

　　高速主軸單元的核心是高速精密軸承豹爹。高速主軸可采用的軸承包括空氣軸承裆悄、靜壓軸承、動(dòng)壓軸承臂聋、滾動(dòng)軸承和磁浮軸承光稼。目前空氣軸承受到切削載荷較小及較小過載能力的限制，靜壓軸承則由于摩擦熱及有關(guān)功率損失而使轉(zhuǎn)速受限孩等，故這兩種軸承應(yīng)用有限艾君。動(dòng)靜壓混合軸承采用流體動(dòng)力和流體靜力有機(jī)結(jié)合的方法，使主軸在油膜支撐中旋轉(zhuǎn)，具有徑向和軸向跳動(dòng)精度高冰垄、剛度好蹬癌、阻尼特性好、粗精加工均適用播演、軸承壽命無限長等優(yōu)點(diǎn)冀瓦，受到Ingersoll公司的大力推崇。

　　經(jīng)多年努力現(xiàn)已研究開發(fā)成功了兩種適宜超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的新型軸承--陶瓷滾動(dòng)軸承和磁浮軸承写烤。

　　在高速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體的離心力和陀螺力短將急劇增大颂睛。為了減少滾珠離心力培车，一般采取兩個(gè)措施：①減小滾珠直徑。②采用氯化硅陶瓷材料做滾珠(Si3N4)车咕。用這種材料做成的陶瓷軸承具有高速割钧、高剛度、低溫升淹郎、長壽命的優(yōu)點(diǎn)衔侯，是使用廣泛而經(jīng)濟(jì)的高速軸承。目前在高速機(jī)床主軸上主要采用混合陶瓷球軸承(氯化硅滾珠與鋼制軌道)氛硬，滾道可進(jìn)行涂層或其他表面處理迈枪。

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