數(shù)控加工作為現(xiàn)代制造業(yè)先進生產力的代表闺金，在機械拒课、航空航天和模具等行業(yè)發(fā)揮著極為重要的作用。90年代以來羡儿，歐礼患、美、日各國競相開發(fā)和應用新一代高速數(shù)控機床姥购，加快了機床高速化發(fā)展步伐渺因。高速主軸單元中電機主軸轉速15000～100000r/min，高速且高加/減速度的進給運動部件的快移速度60～120m/min概给，切削進給速度高達60m/min妙裸，高速加工中心進給速度可達80m/min，空運行速度可達100m/min左右跛庶。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min睁去，快速為100m/min，主軸轉速已達60000r/min质凰。在加工精度方面殃宜，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm畏琢，精密級加工中心則從3～5μm提高到1～1.5μm挟撑，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。而新一代高速數(shù)控機床特別是高速加工中心的開發(fā)應用與超高速切削緊密相關虐欲。 

　　1.國內外加工中心切削水平的差異 

　　目前先進國家的車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上俐芬；機床主軸轉數(shù)在30000r/min(有的高達10萬r/min)以上。例如：在銑削平面時细溅，國外的切削速度一般大于1000～2000m/min褥傍，而國內只相當于國外的1/12～1/15，即國內干12～15個小時的活相當于國外干1個小時喇聊。據調查恍风，許多加工中心的實際切削時間不到工作時間的55%。因此誓篱，如何提高加工效率朋贬，降低廢品率成了眾多企業(yè)共同探討的問題。對國內數(shù)控加工中心切削效率部分調查發(fā)現(xiàn)，普遍存在如刀具精度低锦募、刀片跳動量大摆屯、加工光潔度低、工藝設備不配套等諸多問題糠亩。 

　　2.提高切削效率的途徑 

　∨捌铩（1）合理選擇切削用量 

　　當前以高速切削為代表的干切削、硬切削等新的切削工藝已經顯示出很多的優(yōu)點和強大的生命力赎线，成為制造技術提高加工效率和質量疆虑、降低成本的主要途徑。 

　　實踐證明徽橄，當切削速度提高10倍澄月，進給速度提高20倍，遠遠超越傳統(tǒng)的切削“禁區(qū)”后遂遂，切削機理發(fā)生了根本的變化脂惊。其結果是：單位功率的金屬切除率提高了30%～40%，切削力降低了30%悟肉，刀具的切削壽命提高了70%喝园，大幅度降低了留在工件上的切削熱，切削振動幾乎消失油蒙；切削加工發(fā)生了本質性的飛躍。根據目前機床的情況來看药妄，要充分發(fā)揮先進刀具的高速加工能力保地，需采用高速加工，增大單位時間材料被切除的體積(材料切除率Q)刀昼。 

　　在選擇合理切削用量的同時嗓奢，盡量選擇密齒刀（在刀具每英寸直徑上的刀齒數(shù)≥3），增加每齒進給量浑厚，提高生產率及刀具壽命股耽。有關試驗研究表明：當線速度為165m/min，每齒進給為0.04mm時钳幅，進給速度為341m/min物蝙，刀具壽命為30件。如果將切削速度提高到350m/min敢艰，每齒進給為0.18mm诬乞，進給速度則達到2785m/min，是原來加工效率的817%钠导，而刀具壽命增加到了117件震嫉。 

　　（2）選擇性能好的刀具材料 

　　在數(shù)控機床切削加工中，金屬切削刀具的作用不亞于瓦特發(fā)明的蒸氣機票堵。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性扼睬，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性悴势，良好的工藝性(切削加工补搅、鍛造和熱處理等)，并不易變形歪眨。

　　目前國內外性能好的刀具材料主要有：金屬陶瓷众被、硬質合金涂層刀具、陶瓷刀具蛉增、聚晶金剛石（PCD）和立方氮化硼（CBN）刀具等唤抚。它們各具特點，適應的工件材料和切削速度范圍各不相同践寄。CBN適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等说庶，如加工高硬鋼件(50～67HRC)和冷硬鑄鐵時主要選用陶瓷刀具和CBN刀具，其中加工硬度60～65HRC以下的工件可用陶瓷刀具檩渐，而65HRC以上的工件則用CBN刀具進行切削秆牍；PCD適用于切削不含鐵的金屬，及合金剃拇、塑料和玻璃鋼等支读，加工鋁合金件時,主要采用PCD和金剛石膜涂層刀具；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀害淤、板牙和絲錐等工具扇雕；硬質合金涂層刀具（如涂層TiN、TiC窥摄、TiCN镶奉、TiAIN等）雖然硬度較高，適于加工的工件范圍廣崭放，但其抗氧化溫度一般不高哨苛，所以切削速度的提高也受到限制，一般可在400～500m/min范圍內加工鋼鐵件币砂，而Al2O3涂層的高溫硬度高建峭，在高速范圍內加工時，其耐磨性較TiC决摧、TiN涂層都好迹缀。 

　　此外，刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低和加工質量有很大影響蜜徽，高速切削時的刀具前角一般比普通切削時小10°祝懂，后角大5°～8°。為防止刀尖處的熱磨損，主窜旺、副切削刃連接處應采用修圓刀尖或倒角刀尖共悼，以增大局部刀尖角，增大刀尖附近切削刃的長度和刀具材料體積杏紫，以提高刀具剛性和減少刀具破損率钙瘫。 

　　（3）加快涂層技術的開發(fā) 

　　刀具涂層技術自從問世以來申蔗，對刀具性能的改善和加工技術的進步起著非常重要的作用侯砸，涂層刀具已經成為現(xiàn)代刀具的標志，在刀具中所占比例已超過50%些玖。在21世紀初俗衍，涂層刀具的比例將進一步增加，有望在技術上突破CBN涂層技術步垢，使CBN的優(yōu)良性能在更多的刀具和切削加工中得到應用(包括精密復雜刀具和成形刀具)簸隅，這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。此外易解，納米級超薄超多層和新型涂層材料的開發(fā)應用的速度將加快撰钥，涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。 

　⌒冉贰（4）選擇高精度刀片 

　　刀片精度低阿宅，跳動量太大，面銑刀加工的平面光潔度將降低笼蛛，甚至出現(xiàn)溝狀洒放。高精度數(shù)控機床上刀片的跳動量應控制在2～5μm。隨著數(shù)控機床的發(fā)展伐弹，相應出現(xiàn)刀片的表面改性涂層處理（基體為高速鋼拉馋、ＷCｏ類硬質合金榨为、Ｔi基類金屬陶瓷）惨好，很大程度上提高了刀片精度。與此同時随闺，出現(xiàn)了各種新型可轉位刀片結構日川，如用于車削的高效刮光刀片、形狀復雜的帶前角銑刀刀片矩乐、球頭立銑刀刀片龄句、防甩飛的高速銑刀刀片等×挡拢可轉位刀片進入了材料畦洞、涂層、槽型綜合開發(fā)的新階段，可根據加工材料和加工工序合理組合材料铡捉、涂層战决、槽型的功能，開發(fā)出具有最佳加工效果的刀片劲徙，以滿足高速窘燎、高壽命切削加工生產技術的不同要求。 

　∶鼗印（5）提高加工表面質量 

　　在保持相同的切削效率(即相同Q值)下昂待，提高切削速度可改善切屑形成過程和增加切削阻尼，抑制顫振功缤，相應地減少每個刀齒的進給量能降低切削表面軌跡形成的殘留高度呜唁，改善表面粗糙度，從而有利于精密零件和模具的加工生碗。

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