2.高速銑削加工機(jī)床

　　超高速切削技術(shù)是切削加工的發(fā)展方向牙娇，也是時代發(fā)展的產(chǎn)物。高速切削技術(shù)是切削加工技術(shù)的主要發(fā)展方向之一陈哑，它隨著CNC技術(shù)诲泌、微電子技術(shù)屏糊、新材料和新結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展而邁上更高的臺階。然而寇淑，高速切削技術(shù)自身也存在著一些急待解決的問題唯诞，如高硬度材料的切削機(jī)理、刀具在載荷變化過程中的破損兆婆、建立高速切削數(shù)據(jù)庫植嚼、開發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)和綠色制造技術(shù)等。高速切削所用的CNC機(jī)床、刀具和CAD/CAM軟件等钾非，技術(shù)含量高获玻，價格昂貴，使得高速切削投資很大巨均，這在一定程度上制約了高速切削技術(shù)的推廣應(yīng)用缕兄。高速切削的高效應(yīng)用要求機(jī)床系統(tǒng)中的部件都必須先進(jìn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛性

　　要求提供高速進(jìn)給的驅(qū)動器(快進(jìn)速度約40m/min,3D輪廓加工速度為10m/min),能夠提供0.4m/s2到10m/s2的加速度和減速度测捎。

　　(2)主軸和刀柄的剛性

　　要求滿足10000r/min到50000r/min的轉(zhuǎn)速弓洒，通過主軸壓縮空氣或冷卻系統(tǒng)控制刀柄和主軸間的軸向間隙不大于0.0002英寸。

　　(3)控制單元

　　要求32或64位并行處理器律罢，具有高的數(shù)據(jù)傳輸率膀值，能夠自動加減速。

　　(4)可靠性與加工工藝

　　能夠提高機(jī)床的利用率（6000h/y）和無人操作的可靠性误辑，工藝模型有助于對切削條件和刀具壽命之間關(guān)系的理解沧踏。

　　常見國內(nèi)外高速加工中心的代表如表1所示。與傳統(tǒng)普通數(shù)控機(jī)床相比巾钉，其機(jī)床結(jié)構(gòu)翘狱、加工速度和性能表現(xiàn)更加優(yōu)秀，如德國的DMC85高速加工中心砰苍，采用直線電機(jī)和電主軸潦匈，其主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到30000r/min，進(jìn)給速度達(dá)到120m/min师骗，加速度超過1g（重力加速度）历等。高速機(jī)床要求高性能的主軸單元和冷卻系統(tǒng)讨惩、高剛性的機(jī)床結(jié)構(gòu)辟癌、安全裝置和監(jiān)控系統(tǒng)以及優(yōu)良的靜動力特性等，具有技術(shù)含量高荐捻、機(jī)床制造難度大等特點滩哥。目前國內(nèi)的高速機(jī)床，其性能與國外相比還存在一定的差距昨镊。

　　3.高速切削加工的刀柄和刀具

　　由于高速切削加工時離心力和振動的影響溃恼，要求刀具具有很高的幾何精度和裝夾重復(fù)定位精度，很高的剛度和高速動平衡的安全可靠性梁捉。由于高速切削加工時較大的離心力和振動等特點追粉，傳統(tǒng)的7:24錐度刀柄系統(tǒng)在進(jìn)行高速切削時表現(xiàn)出明顯的剛性不足、重復(fù)定位精度不高箍属、軸向尺寸不穩(wěn)定等短硼，主軸的膨脹引起刀具及夾緊機(jī)構(gòu)質(zhì)心的偏離，影響刀具的動平衡能力公上。目前應(yīng)用較多的是HSK高速刀柄和國外現(xiàn)今流行的熱脹冷縮緊固式刀柄自幕。熱脹冷縮緊固式刀柄的加熱系統(tǒng)稽徙，其剛性較好，但是刀具可換性較差振袋，一個刀柄只能安裝一種連接直徑的刀具很鸥。由于此類加熱系統(tǒng)比較昂貴，在初期時采用HSK類的刀柄系統(tǒng)即可珍语。當(dāng)企業(yè)的高速機(jī)床數(shù)量超過3臺以上時锤岸，采用熱脹冷縮緊固式刀柄比較合適。

　　刀具是高速切削加工中最活躍重要的因素之一廊酣，它直接影響著加工效率能耻、制造成本和產(chǎn)品的加工精度。刀具在高速加工過程中要承受高溫亡驰、高壓晓猛、摩擦、沖擊和振動等載荷凡辱，因此其硬度和耐磨性戒职、強(qiáng)度和韌性、耐熱性透乾、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性等基本性能是實現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵因素之一洪燥。同時不同的材料的工件高速切削在刀具的選用上要注意其與工件材料的匹配性，表2為常用高速刀具對不同工件材料切削加工的適應(yīng)性能力乳乌。高速切削加工的刀具技術(shù)發(fā)展速度很快捧韵，應(yīng)用較多的如金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）赴碘、陶瓷刀具社衰、涂層硬質(zhì)合金、（碳）氮化鈦硬質(zhì)合金TIC（N）等鸡视。目前由于高速機(jī)床和刀具材料價格比較昂貴是影響高速加工在國內(nèi)普及的重要原因之一桃旷。其中涂層硬質(zhì)合金在高速加工中應(yīng)用最為廣泛，可用于耐熱合金酒半、鈦合金薯舆、高溫合金、鑄鐵晨下、純鋼累冠、鋁合金及復(fù)合材料的高速切削。

　　在加工鑄鐵和合金鋼的切削刀具中拳芹，硬質(zhì)合金是最常用的刀具材料蝇罐。硬質(zhì)合金刀具耐磨性好，但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。為提高硬度和表面光潔度拔调，硬質(zhì)合金刀具采用硬的涂層材料進(jìn)行涂層朴沿，如氮化鈦、氮化鈦鋁和碳氮化鈦等败砂。直徑在10～40mm范圍內(nèi)赌渣，且有碳氮化鈦涂層的硬質(zhì)合金刀片能夠加工洛氏硬度小于42的材料；而氮化鈦鋁涂層的刀具能夠加工洛氏硬度為42甚至更高的材料昌犹〖嵛撸可根據(jù)使用要求，選用不同的刀具材料和涂層材料斜姥。表3給出了硬質(zhì)合金刀具加工鋁合金材料的切削參數(shù)鸿竖。

　　應(yīng)用于高速切削的刀具和涂層材料可分為：加工鑄鐵的立方氮化硼和氮化硅刀具，加工洛氏硬度達(dá)42的合金鋼的氮化鈦和碳氮化鈦涂層的合金刀具铸敏，加工洛氏硬度為42甚至更高的合金鋼的氮化鈦鋁和鋁氮化鈦涂層合金刀具等缚忧。經(jīng)過實踐驗證，在復(fù)合材料的銑削加工過程中由于切屑呈現(xiàn)粉末狀杈笔，因此要求切削刃比較鋒利耐磨闪水，采用金剛石材料的刀具其效率和精度比普通硬質(zhì)合金要好。鈦合金的切削采用涂層硬質(zhì)合金和YG8的普通硬質(zhì)合金比較理想蒙具。

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