【編者按】高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)吁伺、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。高速切削技術(shù)不只是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)堤酿，它的發(fā)展和推廣應(yīng)用將帶動整個制造業(yè)的進(jìn)步和效益的提高谷培。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工廠加工零件的效率得到很大的提升镇评，但是離人們的目標(biāo)要求還相差很多藤侦，因而高速切削加工成為了當(dāng)今火熱的技術(shù)。高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)牺鱼，是集高效樊何、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)跪晕。在常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問題秀彤，通過高速切削加工的應(yīng)用得到了解決。

高速切削技術(shù)是在機(jī)床結(jié)構(gòu)及材料啄崖、機(jī)床設(shè)計(jì)笙吠、制造技術(shù)禀锋、高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)轴座、高性能CNC系統(tǒng)禀综、高性能刀夾系統(tǒng)、高性能刀具材料及刀具設(shè)計(jì)制造技術(shù)苔严、高效高精度測量測試技術(shù)定枷、高速切削機(jī)理、高速切削工藝等諸多相關(guān)硬件和軟件技術(shù)均得到充分發(fā)展基礎(chǔ)之上綜合而成的届氢。因此欠窒，高速切削技術(shù)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一個隨相關(guān)技術(shù)發(fā)展而不斷發(fā)展的概念退子。

高速切削技術(shù)不只是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)贱迟，它的發(fā)展和推廣應(yīng)用將帶動整個制造業(yè)的進(jìn)步和效益的提高。在國外絮供，20世紀(jì)30年代德國Salomon博士提出高速切削理念以來衣吠，經(jīng)半個世紀(jì)的探索和研究，隨數(shù)控機(jī)床和刀具技術(shù)的進(jìn)步壤靶，80年代末和90年代初開始應(yīng)用并快速發(fā)展到廣泛應(yīng)用于航空航天缚俏、汽車、模具制造業(yè)加工鋁贮乳、鎂合金忧换、鋼、鑄鐵及其合金饥猴、超級合金及碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料倔晚，其中加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。

數(shù)控高速切削加工的含義

在上世紀(jì)三十年代初屉胳，德國物理學(xué)家Carl.J.Salomon提出了全新的高速切削理論封均。他通過大量的實(shí)驗(yàn)研究得出結(jié)論：在正常的切削速度范圍內(nèi)，切削速度如果提高履剔，會導(dǎo)致切削溫度上升篇臭，從而加劇了切削刀具的磨損;然而，當(dāng)切削速度提高到某一定值后轨来，只要超過這個拐點(diǎn)肢抚，隨著切削速度提高，切削溫度就不會升高基霞，反而會下降别主，因此只要切削速度足夠高，就可以很好的解決切削溫度過高而造成刀具磨損不利于切削的問題阎瘩，獲得良好的加工效益色罚。

后來隨著制造工業(yè)的發(fā)展叙谨，這一理論逐漸被重視，并吸引了眾多研究目光保屯，在此理論基礎(chǔ)上逐漸形成了數(shù)控高速切削技術(shù)研究領(lǐng)域，數(shù)控高速切削加工技術(shù)在發(fā)達(dá)國家的研究相對較早涤垫，經(jīng)歷了理論基礎(chǔ)研究姑尺、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用研究和發(fā)展應(yīng)用，目前已經(jīng)在一些領(lǐng)域進(jìn)入實(shí)質(zhì)應(yīng)用階段蝠猬。關(guān)于高速切削加工的范疇切蟋，一般有以下幾種劃分方法，一種是以切削速度來看榆芦，認(rèn)為切削速度超過常規(guī)切削速度5-10倍即為高速切削柄粹。也有學(xué)者以主軸的轉(zhuǎn)速作為界定高速加工的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為主軸轉(zhuǎn)速高于8000r/min即為高速加工匆绣。還有從機(jī)床主軸設(shè)計(jì)的角度驻右，以主軸直徑和主軸轉(zhuǎn)速的乘積DN定義，如果DN值達(dá)到(5～2000)×105mm.r/min崎淳，則認(rèn)為是高速加工境猜。生產(chǎn)實(shí)踐中，加工方法不同寨衣、材料不同胸叠，高速切削速度也相應(yīng)不同。一般認(rèn)為車削速度達(dá)到(700～7000)m/min遇托，銑削的速度達(dá)到(300～6000)m/min债烹，即認(rèn)為是高速切削。

另外笔广，從生產(chǎn)實(shí)際考慮闪侨，高速切削加工概念不僅包含著切削過程的高速，還包含工藝過程的集成和優(yōu)化灿西，是一個可由此獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的高速度的切削加工涌疲，是技術(shù)和效益的統(tǒng)一。

高速切削加工機(jī)床的特點(diǎn)

1倚胀、生產(chǎn)效率得到了明顯的提高

高速切削加工允許使用較大的進(jìn)給率九昵，比常規(guī)切削加工提高5～10倍，單位時間材料切除率可提高3～6倍可款。當(dāng)加工需要大量切除金屬的零件時育韩，可使加工時間大大減少。

2闺鲸、切削力降低了30%

由于高速切削采用極淺的切削深度和窄的切削寬度筋讨，因此切削力較小埃叭，與常規(guī)切削相比，切削力至少可降低30%悉罕，這對于加工剛性較差的零件來說可減少加工變形赤屋，使一些薄壁類精細(xì)工件的切削加工成為可能。

3壁袄、加工質(zhì)量得到提高

因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)時刀具切削的激勵頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率类早，不會造成工藝系統(tǒng)的受迫振動，保證了較好的加工狀態(tài)嗜逻。由于切削深度涩僻、切削寬度和切削力都很小，使得刀具栈顷、工件變形小逆日，保持了尺寸的精確性，也使得切削破壞層變薄辐菩，殘余應(yīng)力小芭贬，實(shí)現(xiàn)了高精度、低粗糙度加工处膛。從動力學(xué)角度分析頻率的形成可知箭雪，切削力的降低將減小由于切削力產(chǎn)生的振動(即強(qiáng)迫振動)的振幅;轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的固有頻率，避免共振的發(fā)生;因此高速切削可大大降低加工表面粗糙度束咙，提高加工質(zhì)量濒秸。

4、降低加工能耗览止，節(jié)省制造資源

由于單位功率的金屬切除率高邢垮、能耗低以及工件的在制時間短，從而提高了能源和設(shè)備的利用率校增，降低了切削加工在制造系統(tǒng)資源總量中的比例黔攀，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

5茁只、加工工藝流程得到了簡化

常規(guī)切削加工不能加工淬火后的材料膛胜，淬火變形必須進(jìn)行人工修整或通過放電加工解決。高速切削則可以直接加工淬火后的材料哥纫，在很多情況下可完全省去放電加工工序霉旗，消除了放電加工所帶來的表面硬化問題，減少或免除了人工光整加工蛀骇。

高速切削存在的問題

從現(xiàn)實(shí)角度來看厌秒，人們對于高速切削的理解還是不是十分全面，因而技術(shù)也不是非常先進(jìn)完善的，還有許多問題有待于解決缺乏合理的解決鸵闪，即便在金屬切削機(jī)床水平先進(jìn)的瑞士檐晕、德國、日本蚌讼、美國辟灰，對于高度切削加工新技術(shù)的研究應(yīng)用還在處在不斷發(fā)展的摸索研究之中，以下就分析一下高速切削在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題篡石。

1芥喇、加工參數(shù)不能合理選擇

作為一種全新的切削力方式，目前上沒有完整的參數(shù)表可供選擇夏志，也沒有許多加工實(shí)例可供參考。現(xiàn)在高速切削加工時大多數(shù)依然靠著以往的經(jīng)驗(yàn)政庆，或者是大量的試驗(yàn)來選擇參數(shù)兰吁，并不能達(dá)到十分準(zhǔn)確的效果。因而如何選擇合理加工工藝參數(shù)仲工，達(dá)到最好的切削效果肘抒，是當(dāng)今高速切削應(yīng)用的一個非常重要的問題。同時因?yàn)楦咚偾邢饕笮纬傻牡毒呗窂綉?yīng)盡可能圓滑母卵，少轉(zhuǎn)析點(diǎn)任感，無尖折點(diǎn)，程序算法應(yīng)保一證高速切削的特殊要求慈柑。碰到干擾能迅速調(diào)整乳吉，保證合理的進(jìn)給速度.避免刀具振動等。而在目前的加工制造過程中菱计，刀位路徑規(guī)劃方法沒有考慮高速切削的特殊性醋躏，因此對傳統(tǒng)的刀位軌跡必須進(jìn)行優(yōu)化以適合高速切削。

2壤生、合適的刀具及方案

高速切削刀具技術(shù)是高速切削的關(guān)鍵技術(shù)擒买，當(dāng)今刀具材料的發(fā)展還不能滿足各領(lǐng)域需求的現(xiàn)狀，在高速切削中刀具材料和工件材料的匹配問題大大影響了高速切削的發(fā)展耀里。缺乏合適的刀具選擇方案刀具是高速切削推廣應(yīng)用中的一個關(guān)鍵問題蜈缤。由于高速切削的切削機(jī)理與傳統(tǒng)的切削完全不同，加工的磨損機(jī)制與失效形式冯挎，刀具的受力狀況底哥，形成的切屑形態(tài)等不盡相同。在高速切削中房官，其失效形式根據(jù)加工的條件及工件材料不同而完全不同叠艳，比如有刀尖破碎，前、后刀面同時磨損附较，刀桿折斷等各種形式吃粒，并且不同的刀具與不同的工件材料組合產(chǎn)生的效果也不一樣。如何選擇合理的高速切削刀具拒课，盡可能延長刀具使用壽命徐勃，以及最大限度地發(fā)揮刀具的性能，對高速切削應(yīng)用來說是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)早像。

3益侨、高精度控制代瑪及差補(bǔ)的研究

高速切削加工復(fù)雜輪廓時，要求保持一種有規(guī)律的勻速著平，不允許有明顯的滯后現(xiàn)象积碍，否則將會燒壞刀具，而一般的加工制造極其相關(guān)CAM軟件中枝捷，在處理輪廓的NC程序時蚌斑，在曲率變化大的部分，為了保證插補(bǔ)精度宽藏，會有明顯的滯后現(xiàn)象慰适。目前插補(bǔ)器中計(jì)算量與插補(bǔ)精度是一對無法調(diào)和的矛盾，一方面為了提高精度必須細(xì)化插補(bǔ)步長闺撩，而插補(bǔ)步長的細(xì)化又帶來了極大的計(jì)算量饺斧，限制了程序運(yùn)行 周期，降低了運(yùn)行速度娩鬼。由于日前的直線與圓弧播補(bǔ)器無法浦足高精度的要求读囤，必須開發(fā)新型的CNC矯補(bǔ)器。

除以上問題佣盒，如高速切削機(jī)床總體的動態(tài)关带、熱態(tài)特性，刀具材料沼撕、幾何角度和刀具壽命間題宋雏，冷卻潤滑液的選擇等，都是需要研究解決的難題务豺，只有整體上考慮高速加工機(jī)床才能發(fā)揮高速切削的巨 大作用磨总。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享笼沥，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)蚪燕，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)布奔浅、編輯整理上傳馆纳，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻鲁驶、圖片鉴裹、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知憾顿，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容窜抽，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn豺研。