1.現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展

　　20世紀(jì)90年代以來企奔，激烈的市場競爭推動以機(jī)械制造技術(shù)為先導(dǎo)的先進(jìn)制造技術(shù)以前所未有的速度和廣度向前發(fā)展。高生產(chǎn)率和高質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)追求的兩大目標(biāo)。高速切削夫壁、精密和超精密切削是當(dāng)前切削技術(shù)的重要發(fā)展方向，已成為切削加工的主流技術(shù)焚鲜。

　　高速切削技術(shù)

　　高速切削的主要內(nèi)容包括高速軟切削掌唾、高速硬切削、高速干切削忿磅、大進(jìn)給切削等糯彬。高速切削是一個相對概念凭语，對其切削速度范圍的界定目前國內(nèi)外專家尚未達(dá)成共識。通常認(rèn)為高速加工時的切削速度比常規(guī)切削速度高5～10倍以上撩扒。

　　中國工程院院士艾興教授在所作“高速切削刀具材料的發(fā)展及其合理應(yīng)用”主題報告中指出似扔，在高速切削時，隨著切削速度的提高搓谆，切削力減小弯棠，切削溫度的增加漸趨緩慢，生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量提高巧鉴，從而可降低制造成本笋据，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。高速切削大致可使切削力減小15%～30%贵埋，表面質(zhì)量提高1～2級下碗，切削速度和進(jìn)給速度提高15%～20%，制造成本降低10%～15%举影。高速切削現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空僵棍、航天、汽車板散、摩托車癞屹、模具、機(jī)床等工業(yè)中對鋼愤芝、鑄鐵嫁料、有色金屬及其合金、高溫耐熱合金答倡、碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料的加工中轰传，其中以鋁合金和鑄鐵的高速加工最為普遍。目前高速加工各種材料的切削速度：普通鋼和鑄鐵為500～2000m/min(鉆瘪撇、鉸削100～400m/min获茬，攻絲100m/min，滾齒300～600m/min)倔既，淬硬鋼(35～65HRC)為100～400m/min恕曲，結(jié)構(gòu)鋁合金為3000～4000m/min，高硅鋁合金為500～1500m/min渤涌，鎳基佩谣、鈷基、鐵基和鈦合金等超級合金為90～500m/min实蓬。高速加工追求的切削速度目標(biāo)為：銑削加工：鋁及其合金為10000m/min茸俭，鑄鐵為5000m/min，普通鋼為2500m/min安皱；鉆削加工(機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速)：鋁及其合金為30000r/min调鬓，鑄鐵為20000r/min艇炎，普通鋼為10000r/min。大進(jìn)給目標(biāo)：進(jìn)給速度Vf=20～50m/min尺动，每齒進(jìn)給量fz=1.0～1.5mm/z拼仆。

　　高速切削技術(shù)不只是切削速度的提高，它的發(fā)展主要取決于刀具技術(shù)(包括刀具材料拨喝、涂層刀具結(jié)構(gòu)撑停、刀柄和裝夾系統(tǒng)、刃磨和動平衡故厕、檢測和監(jiān)控系統(tǒng)等)和高速機(jī)床技術(shù)(包括電主軸适唆、直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、數(shù)控與伺服系統(tǒng)萧揩、軸承及潤滑货吊、刀庫等)的進(jìn)步，而正確選用刀具與機(jī)床經(jīng)常起著決定性作用嘁凤。德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)H.Schulz教授在“高速切削機(jī)床”一文中詳盡介紹了選用高速機(jī)床時應(yīng)注意的問題，給與會代表很大啟發(fā)快鬓。

　　隨著環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的嚴(yán)格實施租躁，作為綠色制造工藝的干切削日益受到人們的高度重視。據(jù)國外企業(yè)統(tǒng)計向楼，在集中冷卻加工系統(tǒng)中查吊，切削液占加工總成本的14%～16%，刀具成本僅占2%～4%湖蜕。據(jù)測算逻卖，如果20%的切削加工采用干式加工，制造總成本可降低1.6%昭抒。因此评也，干切削是未來切削加工的發(fā)展方向。目前倡導(dǎo)的干切削并不是簡單地去掉原有工藝中的切削液灭返，也不是消極地通過降低切削參數(shù)來保證刀具使用壽命盗迟，而需要采用耐熱性更好的新型刀具材料及涂層，設(shè)計合理的刀具結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)熙含，選擇最佳切削速度罚缕，形成新的工藝條件。干切削是實現(xiàn)清潔高效加工的新工藝怎静，是制造技術(shù)向高速切削發(fā)展總趨勢的組成部分邮弹，也是隨著人類社會進(jìn)步和生產(chǎn)力發(fā)展而出現(xiàn)的新型切削方式，它的推廣應(yīng)用推動著刀具材料祟背、涂層技術(shù)沸芍、機(jī)床結(jié)構(gòu)雨冒、加工條件和刀具結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展。目前搭诬，干切削技術(shù)在車削蘸橡、鏜削和銑削上的應(yīng)用日益廣泛，在鉆削转傍、拉削和滾齒方面也有重大突破层褥。上海大眾汽車有限公司、上海交通大學(xué)糜实、哈爾濱理工大學(xué)彼兆、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位在“干切削及其應(yīng)用”等有關(guān)論文中詳細(xì)介紹了干切削的機(jī)理和實施該工藝的途徑，以及采用激光輔助加工干切削错这、使用最少量潤滑液(MQL)的準(zhǔn)干切削(Near Dry Cutting)邀秕、用壓縮空氣冷風(fēng)切削以及采用氮氣進(jìn)行干切削等加工方法。

　　精密和超精密切削

　　發(fā)展尖端技術(shù)妄午、國防工業(yè)和微電子工業(yè)都離不開通過精密和超精密加工制造的精密零件和產(chǎn)品仓坞。通常將加工精度在0.1～1μm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1μm的加工稱為精密加工腰吟；而將加工精度高于0.1μm无埃，加工表面粗糙度小于Ra0.01μm的加工稱為超精密加工。超精密加工可達(dá)到納米(nm)級水平毛雇。該領(lǐng)域主要包含三個分支：①精密和超精密切削加工嫉称；②精密和超精密磨削加工；③精密電子束和離子束等特種加工灵疮。

　　用金剛石刀具實施超精密切削已由過去只能加工銅织阅、鋁及其合金等有色金屬，擴(kuò)展到加工塑料震捣、陶瓷和復(fù)合材料荔棉。為了切除極薄切屑，要求金剛石刀具切削刃的刃口半徑p極小伍派，經(jīng)精密研磨的單晶天然金剛石刀具的刃口半徑p<0.05～0.1μm江耀，研磨質(zhì)量高的甚至可達(dá)幾個nm，可實現(xiàn)納米級切削诉植。

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