数控机床中高速切削加工技术的应用
2012年第11卷第15期
数控机床中高速切削加工技术的应用探讨
□吴卫军
【内容摘要】目前高速切削技术以其高效率、低磨损的技术特点，在制造行业内的应用正不断增强，尤其是在精密仪器的制造上，更是离不开高速切削的技术支持。
这一技术对其运行设备要求严格，目前，数控机床是高速切削技术应用的最
好平台，该技术也对数控机床设备提出了一定的要求。
【关键词】数控机床；高速切削；电主轴；刀具
【作者单位】吴卫军，江苏省东台中等专业学校
当前，社会的发展对制造领域提出了更高的要求，随着生产力的不断提升，高效率、高质量、高节能的机械加工水平已经成为了整个数控加工行业的共同追求。
二十世纪三十年代，随着高速切削理念的提出和发展，时至今日，在加工效率和加工质量上兼具优势的高速切削技术已经成为数控机床的首要选择。
高速切削是一个相对概念，并且随着时代的进步而不断变化。
一般认为高速切削或超高速切削的速度为普通切削加工的5 10倍［1］。
在汽车制造、航空航天技术、船舶加工以及模具的制造等需要精密加工的领域几乎都能看到高速切削技术的应用，这也反映了高速切削技术在数控机床中占据的位置必将越来越重要的发展趋势。
一、高速切削的效益优势
1931年，德国切削物理学家萨洛蒙（Carl．j．Salomon）博士研究成果得出：被加工材料都有一个临界切削速度，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的五至十倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小［2］。
高速切削技术这一特性为切削过程带来了必然的高效益，具体表现如下：
（一）生产率上的优势。
高速切削首先带来了切削速度的提升，速度的改变使相同时间内的切削量至少提高四倍，这就使得加工工序的高度集中变为了可能。
常规的切削过程经常要把工件按加工的精细程度进行划分，分工序进行分别加工，这种情况需要占用一定的工件装卸和搬运时间。
采用高速切削技术后，可以将繁复的加工工序简单化，以前要分工进行的步骤都可以集中在同一道工序内进行加工，而且基本上不会对工件的精度和质量造成影响。
此外，由于高速切削技术的引入，切削刀具的使用寿命大大地延长了，在另一方面也能够减少刀具替换和托盘交换的时间，从而极大地提高工件的生产率。
（二）加工精度上的优势。
高速切削技术不仅不会降低工件的加工精度，反而能够做到工件质量的提升，这不得不说是高速切削的魅力所在。
1．工件所受切削力变小。
高速切削的技术原理不同于常规的切削技术，在切削时运行速度高，切削力却比较小，切削速度的提高和切削力的减小，使得工件因夹压受力导致形状异化的可能性大大降低，故而大大地提升了工件的合格率，这种切削技术尤其适用于一些较细长、较纤薄的精密部件的加工。
2．工件受热降低。
在常规切削加工中，由于切削带来的高温也是导致部分工件变形的主要原因之一。
采用高温切削技术以后，由于切削热量的降低及切屑的迅速散热效果，工件受热量大大降低，这也基本上避免了由于高温受热所造成的工件变形。
由于高速切削在这两方面的技术优势，制造出来的工件往往在尺寸要求、表面平整性、光滑性等方面具有较高的精度，这是常规切削工艺所难以比拟的。
二、高速切削加工技术对数控机床提出的要求
高速切削技术对使用设备在运行速度、设备精度及稳定程度上都有较高的要求。
目前，数控机床是最符合高速切削加工技术要求的加工设备。
然而，当前的数控机床还存在提升和进步的空间，在“软件”和“硬件”两方面都有待于进一步的改善和提升，以便更好地适应先进的高速切削技术的内在要求。
具体如下：
（一）采用电主轴作为数控机床的主轴。
主轴单元的设计，是实现高速加工的最关键的技术领域之一，同时也是高速加工机床最为关键的部件，它不仅要能在很高的转速下旋转，而且要有很高的同轴度，高的传递力矩和传动功率、良好的散热或冷却装置，要经过严格的动平衡矫正，主轴部件的设计要保证具有良好的动态和热态特性，具有极高的角加减速度来保证在极短的时间内实现升降速和指定位置的准停［3］。
而电主轴能够保证机床主轴和发电机的转子轴合二为一，在运行的平稳性上达到更好的效果。
并且电主轴在温度的保持上具有一定的独到之处，对于温差的控制水平更为先进，在轴承支撑和润滑方面采用了最新的技术，保证了主轴的使用寿命和高性能。
（二）改善伺服单元的性能。
切削速度的提升需要与之配套的进给，才能更好地体现先进的高速切削技术的工作水平。
由于主轴转速的提高，机床进给速度也必须大幅提高（60m/min以上），以保持刀具每齿或每转进给量基本不变，从而保证加工表面质量和刀具寿命。
每故而在数控机床伺服单元的性能上，应尽量采用响应速度较高的配套设施。
在
2012年第11卷第15期
高速冲床液压系统设计
□赵保刚
【内容摘要】目前开发适合我国现状的高速冲床液压系统成为目前研究的一个重要课题。
本论文开发研制的数控高速冲床液压系统采用比例伺服控制，结构简单，冲压频率高，安全可靠。
【关键词】高速冲床；液压系统；差动连接
【作者简介】赵保刚（1970 ），男，山东济南人；山东大学工程训练中心助理工程师；研究方向：锻压技术、机械设计、实践教学
液压式压力机与传统的机械式压力机相比有很多优点，液压式压力机结构简单，加工制造方便；液压系统运动平稳、易调速、行程可控，其动力传动为“柔性”传动，可以实现过载保护，能控制滑块的速度和位置；可以由液压系统来调整冲压力大小，并能在整个行程中提供所需的最大工作压力，可避免机器过载的情况；噪声降低，振动减小，基本上只有板材冲断的声音；冲压频率提高，液压传动简单，运动部件少，控制方便。
随着我国汽车工业、电子技术以及航天航空等尖端工业的发展，国内市场对冲压设备的需求越来越大，目前我国生产的冲压设备其液压系统基本依赖进口技术，成本较高，不适应我国国情。
本论文针对我国现状开发研制了一套数控高速冲床的液压系统。
一、冲压设备发展概况及发展趋势
（一）冲压设备概述。
冲压技术是目前被广泛应用的金属压力加工方法之一，它具有效率高、质量好、能量省、成本低的特点，所以工业先进的国家越来越多地采用冲压技术来代替切削技术和其他加工技术。
冲压技术广泛应用于汽车工业、农业机械、家用电器、电子仪表、国防工业以及日用品等生产部门［1］。
先进的冲压设备是冲压技术发展的先决条件，当今国内外的冲压设备其冲压系统主要有机械式和液压式两种。
机械式主要有曲柄压力机，它通过曲柄滑块机构将旋转运动转变为往复运动，曲柄滑块机构主要由曲轴、连杆和滑块等零件组成。
液压式压力机采用液压传动系统来代替曲柄滑块机构。
当前的技术水平下，建议使用滚珠丝杠副，这种方式在传动刚度上较为高效，却又能将传动阻尼保持在较低水平，是较为理想的伺服单元。
（三）改善数控机床的机构设计。
高速切削技术对数控机床的机构设计也提出了一定的要求。
机床是切削作业的基础部分，这部分部件在结构上最好能够保持高度的热稳定性、一定的刚度以及在运转时维持较低的阻尼。
在这一方面上可以借鉴瑞士HSM加工中心、日本YBM950V加工中心采用的机床结构，通过引入冷却液、冷却油雾或利用传感手段进行控制的方式，全面控制机床主轴及各部分的温度，保证机床在运作过程中温度的均衡，尽量降低热变对工件质量产生的影响。
（四）提升数控机床配套刀具的性能。
高速切削技术对配套道具的性能也提出了特殊的要求，一般来讲，由于切削的高速性，对于刀具材料的要求并不高，常用的刀具材料如陶瓷和立方氮化硼等都可以用作高速切削的刀具。
与常规切削刀具不同的是，在角度上，高速切削采用的刀具应较常规刀具减小十度左右的前角大小，增加五至八度的后角大小。
除此之外，对于刀具的刀杆、刀套的要求更加精细，包括采用质量较轻的空心刀柄等精细化的要求，以便保证旋转离心力对工件标准性不会产生影响。
（五）升级数控系统的性能。
目前，与高速切削技术适应性较高的数控系统是CNC系统。
这一系统采用先进动力学原理和优化的设计，配置优异，功能强大，能够保证较强的运
行精度，其伺服单元能够满足高速进给的要求。
随着数控系统的不断开发，技术的升级和改造是数控系统面临的崭新局面，对此，高速切削技术也应时时关注数控系统的发展进程，不断采用最新的技术手段，提高生产力和生产效率，满足工件加工制造需求。
三、结语
高速切削技术是制造业发展的必然走向，以其先进性维持着其在业内的领先地位，对于精密仪器的加工，这一技术必将成为大规模生产的主力，在科技越来越发达的今天，为制造业的不断发展提供全新的动力。
目前，我国在数控机床的开发上正朝着高性能的方向不断发展，随着社会的不断进步，高速切削技术在数控机床中的应用必将越来越重要。
可以预期，随着世界范围内众多科研机构、高等院校和公司开发部门对高速切削的深入研究和开发，高速加工机床的相关技术将得到进一步解决或完善，并将在信息技术的带动下，向智能化、网络化和集成化方向发展［5］。
【参考文献】
1．孙钊．高速切削在数控加工中的应用［J］．科技信息，2012 2．李小静．高速切削刀具在数控加工中的应用［J］．陶瓷研究与职业教育，2009
3．丁杰，赵杰，张振金．高速切削加工技术在数控机床中的应用［J］．机械设计与制造，2007。
高速切削刀具在数控加工中的应用
高速切削刀具在数控加工中的应用摘要:高速切削刀具在数控加工的过程中存在一定的技术优势,但是受技术和操作行为的影响仍然有着许多加工问题,必须要进行全面的可靠性分析,保证数控的模块化控制分析,实现数控加工技术的全面推广。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
关键词:高速切削刀具数控应用21世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争,这种竞争是全方位的,我国的数控加工技术起步虽晚,但是其发展前景广阔。
数控加工不但可以满足模具高精度制造的要求和形状的复杂变化;还能进行高速切削,提高生产效率、提高产品的竞争力。
本文从制造业的发展现状出发,分析了高速切削刀具的优势所在,总结了高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题,并提出了高速切削刀具在数控加工中的应用措施,为我国数控机械制造业提供了刀具应用的实效建议。
1 高速切削刀具的优势机械加工发展总趋势高效率、高精度、高柔性强化环境意识。
机械加工领域,切(磨)削加工应用最广泛加工方法。
高速切削切削加工发展方向,已成为切削加工主流。
随着技术的发展,对工程材料提出了愈来愈高的要求,各种高强度、高硬度、耐腐蚀和耐高温的工程材料愈来愈多地被采用。
高速切削除了要求刀具材料具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还突出要求刀具材料具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。
而更为理想的刀具优势则要考虑到不同刀具的不同加工优势1。
例如:硬质合金刀具具有良好的抗拉强度和断裂韧性,但由于较低的硬度和较差的高温稳定性,使其在高速硬切削中的应用受到一定限制。
而如果进行了细晶粒和超细晶粒产品优化后,就可以使得其打磨加工的情况更为理想,获得更好地产品加工应用能力。
2 高速切削刀具在数控加工中容易出现的问题高速的切削刀具在生产上有着极强的优势化表现,但是受数控技术和操作情况的影响,高速切削刀具仍然有着加工操作方面的问题。
高速切削技术研究
高速切削技术研究第一部分高速切削技术的定义与特点 (2)第二部分高速切削刀具材料与磨损机理 (4)第三部分高速切削机床的选型与应用 (7)第四部分高速切削参数优化方法 (10)第五部分高速切削过程的热控制技术 (13)第六部分高速切削加工精度与表面质量 (15)第七部分高速切削在典型零件加工中的应用 (17)第八部分高速切削技术的发展趋势与挑战 (20)第一部分高速切削技术的定义与特点高速切削技术是一种先进的制造工艺，它通过使用高转速的刀具和优化的切削参数来提高材料去除率、加工精度和表面质量。
该技术的核心在于实现高效率、高质量和高精度的加工过程。
在高速切削过程中，刀具以极高的速度旋转（通常超过每分钟数千转），同时进给速度也相应提高。
这种高速旋转产生的离心力有助于减小切削力和切削热，从而延长刀具寿命并减少工件的热变形。
此外，由于切削力的降低，高速切削还可以减少振动，进一步提高加工精度。
高速切削技术的优势主要体现在以下几个方面：1.高效率：与传统切削相比，高速切削可以显著提高材料去除率，缩短加工时间。
研究表明，高速切削可以提高生产效率达 30%至50%。
2.高精度：高速切削过程中的低切削力可以减少工件的振动，从而提高加工精度。
此外，由于切削热的影响较小，工件的热变形也得到了控制。
3.高质量表面：高速切削产生的切削热较低，这有助于减少工件的烧伤和裂纹，从而获得更好的表面质量。
4.刀具寿命延长：高速切削可以降低切削力，减少刀具磨损，从而延长刀具的使用寿命。
5.节能减排：高速切削技术可以实现更高的材料去除率，从而减少能源消耗和碳排放。
然而，高速切削技术也存在一些挑战，如刀具成本较高、对机床性能要求较高等。
因此，在实际应用中，需要根据具体加工需求和技术条件，合理选择切削参数和刀具，以确保高速切削技术的有效性和经济性。
总之，高速切削技术作为一种先进的制造工艺，具有高效率、高精度、高质量表面等优势，但在实际应用中需充分考虑其成本和设备要求。
高速切削刀具在数控加工应用论文
高速切削刀具在数控加工中的应用[摘要]：随着科学技术水平的不断提高，作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。
本文结合高速切削技术的发展现状，阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。
[关键词]：高速切削刀具数控加工应用中图分类号：tg659文献标识码：tg文章编号：1009-914x（2013）01- 0239-01一、高速切削技术和高速切削刀具目前，切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。
其中，集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。
“高速切削”的概念首先是由德国的c.s～omom博士提出的，并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。
该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。
此后，高速切削技术的发展经历了以下4个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段（193l—l971年），高速切削的应用探索阶段（1972-1978年），高速切削实用阶段（1979--1984年），高速切削成熟阶段（20世纪90年代至今）。
高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点：第一，生产效率提高3～1o倍。
第二，切削力降低30%以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。
第三，切削热95%被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。
第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳，振动较小，适合加工精密零件。
高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。
刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。
由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。
数控高速切削加工技术发展应用论文
论数控高速切削加工技术的发展与应用研究摘要随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的加工技术取得了较大程度上的进步，并逐渐成熟，为我国国民经济的发展以及工业水平的提高做出重要贡献。
在众多加工技术当中，数控高速切削加工技术具有一定的典型性，同时又具有较高的优越性，它能够在很大程度上对加工效率以及加工质量进行提升，目前状况下，数控高速切削加工技术已经得到了较为广泛的应用。
本文主要针对数控高速切削加工技术的发展与应用进行研究与分析。
关键词高速切削加工技术关键技术应用研究前言近几年来，我国经济发展迅速，各种新科学、新技术、新工艺层出不穷，应用于生产生活的方方面面，极大的促进了我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高。
数控高速切削加工技术便是其中一种，它是目前状况下能够有效提高加工效率以及加工质量的先进制造技术之一，国内外有诸多的学者着力于这一技术的研究，并取得了不小的突破。
而就我国而言，我国是一个制造大国，但我国所接受的产业转移，目前仍然以中后段较多，这对我国制造业的发展起到一定的阻碍作用。
因此，我们应该充分结合国情，在世界产业的转移中，要占据主动地位，接受前端产业，掌握有效的、先进的核心技术，只有这样，才能促进我国制造业的可持续发展。
而数控高速切削加工技术无疑属于前端产业之一。
一、数控高速切削加工的含义高速切削理论的最先提出者为德国著名物理学家carl.j.salomon，他在做了大量试验的基础之上，最终提出了如下结论：保证切削速度处于正常的范围，如果将切削速度进行一定程度的提高，则切削温度也会随之上升，而在这种情况之下，切削工具更易受到高温而发生磨损；但是，这不是绝对的，如果切削速度逐渐提高，并达到一定的值之后，即使切削速度发生很大幅度的提高，切削温度仍然保持原先的状态甚至会出现一定程度的下降。
这一发现的意义是巨大的，只要将切削速度提高到一定的值，不仅减少了切削工具的损耗，而且也能够对加工效益进行有效的提高。
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用
数控高速切削加工技术在机械制造中的应用摘要：数控高速切削加工技术的应用能够很大程度上提高工作效率，满足当前市场的需求。
文章阐述了数控高速切削加工技术在机械制造中应用的重要性及其策略。
当前使用高速切削加工技术不仅能够减少成本的投入，而且可以保证产品的质量，被广泛应用到各个领域。
关键词：机械制造；数控高速切削技术；工作效率引言随着社会经济的快速发展，对机械制造提出了更高要求，组合机床方式已无法满足市场需求，新型数控机床技术逐渐发展起来。
数控高速切削加工技术在应用过程中，能源消耗相对较低，能减轻切削震动、工件切削热等问题，大大提升了切削质量和切削效率，因而，被广泛应用于机械制造中。
1数控高速切削加工技术应用特点分析在我国机械制造行业中，通过合理应用切削加工技术，可以提升加工质量与效率。
（1）在数控高速切削加工期间，操作人员要严格按照规定流程与标准，应用不同的数控技术，对整个加工系统进行全面控制，实现数控机床自动化运行。
一般而言，在机械加工中合理应用数控高速切削加工技术，切削效率能够提升3倍。
（2）数控高速切削加工技术可以被应用于加工特殊材料。
如，钛合金材料在加工过程中，加工难度较大，会出现硬化问题，导致刀具磨损。
面对这一问题，运用数控高速切削加工技术，可以高质量地完成切削，同时，工作安全性也得到提升。
2数控高速切削加工技术在机械制造中应用的重要性2.1提高加工精度机械制造精度在加工制造中尤为重要，高速切削加工中，切削深度、切削宽度和切削力都很小，大大降低了刀具、工件的变形，保证了尺寸的精确性，而且切削层破坏和残余应力都较小，可以保证工件的高精度。
通过数控高速切削加工技术应用，不仅有效提升了加工效率，并且整体加工出来的产品精度更好，在生产加工过程中，通过技术控制，能够保证成功率，避免出现不必要的浪费，节省了材料与成本。
机械制造加工中使刀具的定位更加精确，为后期的加工环节提供了可靠保障。
2.2有助于加快刀工速度近几年我国切削加工技术水平不断提升，数控高速切削的出现和使用帮助工作人员提高了工作效率。
FANUC数控系统在高速切削中的应用
摘 要 ： 影响 高速切 削的 因素进行 了分析 ， 对 以典 型案例介 绍 了 Ｆ ＡＮＵＣ数控 系统 中 高速 加 工 功 能 ， 从 而给 出了数 控 系统 在 高速 加 工 中 的一 般 调 整 办
法。
得 到 了普 及 ， 式成 为切 削加工 中主 要技术 手段 。 正
实 际上 ， 高速切 削技术 是在 机床 结构及 材料 、 机
插补 过 程 中， 由于 这 种 自动 Ｊ ／ 速 过 程 ， 际 的 刀 ｍ减 实
具 路 径可 能会对 指定 的 圆弧带来 一定 的误差 。 １ ３ 预读控 制 （ ８ Ｇ５ １ ． Ｇ０ 。 ． ） 借 助该 功能 ， 以预先读 取一 个程序 段 ， 可 以实现
能越过 这个“ 死谷 ” 在高 速 区工作 ， 可能 用现 有刀 ， 有
之 上综 合 而成 的叫 。它 是一 个 复 杂 的 系统 工 程 ， 涉 及 机床 、 刀具 、 工件 、 工 工 艺 过程 参 数 及 切削 机理 加
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数控机床中高速切削加工技术的应用分析
文 献标识 码 ： ｈ
文章编 号 ： １ ６ ７ １ － ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３ ）２ ０ － ０ ０ １ ６ － ０ １
位， 对 高速 主轴 的 负载 容 量 和寿 命产 生 直接 影 响 。 因此 ， 增 强 机床 主 轴 结构 性能 可 有效 优 化机 床 整体 性 能 ， 提 高生 产率 。 所 以在 高速切 削系 统 中 ， 须配 备 能移动迅 速 、 定位精 确 的进给 系统 。 面对 高性 能进给 系统 ， 机床 导轨 及工作 台结 构面 临更 大 的挑 战 。 ２ ． ４ 数控 高速切 削工 艺
产 生 的热及 切 削产 生 的力 度 的变 化 ， 导 致 刀具 受到 磨 损 ， 进 而
影 响工 具加 工表 面 。对 高速 切 削 运行 原 理进 行深 入 研 究 ， 有 助 于 切削用量 选 择趋于 科学 合理性 ， 是 工件 加工 的理论 基础 。
４ 高速切 削加 工技术对 数控 机床 提 出的新要 求
过 程 中的稳 定性 ， 无法 满足 高 速切 削中零 件 Ｎ ｃ程序 的要求 。 因
此 ， 在 高 速切 削过 程 中 需 人工 编程 来优 化 或补 充 自动编 程 ， 使
得 高 速切 削价值 下 降 。只有 开 发新 的数 据 编程 ， 让 主轴 功 率 与
切 削数 据相 吻合 ， 扩展 高速 切 削的利用 空 间。
１ 数 控高 速切削 加工 的应 用意义
数控 高 速 切 削加 工 ， 可 明显 提 高切 削加工 的 生产 效 率 ， 提
术， 在 技 术使 用 中 ， 相应 加 工 参数 及参 考 实例 相 对 匮乏 。高 速 切 削 工艺 参数 优化 是 目前 高 速 切 削工艺 应 用 的最 大制 约 因素 之
试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
高 新 技 术
试论 数控 高速切 削加工 技术 的发展 与应用研究
吕雅 妍
（ 哈 尔滨空调股份有 限公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ７ ８ ）
关键 词 ： 高速切 削 ； 关键 技术 ； 应 用研 究 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ ４ 文献标 识码 ： Ａ
１数控高速切削加工的含义 关于高 速切 削加工 的范畴 ， 一般有 以下 几 种划分方法 ，一种是 以切削速 度来 看 ， 认 为切削速度超过常 规切削速度 ５ — １ Ｏ 倍即为 高速切削。 也有学者 以主轴 的转速作为界定 高速加工 的标 准 ， 认为 主轴转速 高于 ８ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 即为高速加工。还有从 机床主轴设计 的 角度 ， 以主轴 直径和 主轴转速 的乘积 Ｄ Ｎ定 义， 如果 Ｄ Ｎ值达到 （ ５ － ２ ０ ０ ０ ） ｘ ｌ ０ ５ ｍ ｍ ． ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 则认为是高 速加工 。生产 实践 中， 加工方 法 不 同、 材料不 同 ， 高速切 削速度也相应 不同 。 般 认为 车削速度 达到 （ ７ ０ ０ ～ ７ ０ ０ ０ ） ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 铣 削 的速 度 达 到（ ３ ０ ０ － ６ ０ ０ ０ ） ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 即认 为
一
是高 速切 削。
２数控高速切削加工的优越性 高速切削 由于在 速度 上要 比传统 的切 削 技术 高 ， 所 以具有 很多 的优势 ， 主要 表现 如下： 第一， 由于高速 切削 所采用 的是 小切 削 技术 ， 所 以在切 削的过 程 中 ， 对 于轴 承和 刀具的所产生 的振 动要小很 多 ， 减 少了对设 备 的磨 损 ， 同时 因为振动 幅度小 ， 提高 了加 工的精度 ； 第二 ， 因为切削 的速 度提升 了， 所 以提 高 了加 工 的效率 ； 第ｊ， 由于切 削速度 快， 所 以在切 削 的过程 中 ， 在产 生 的热 量还 没有传递到 工件 上时 ， 就 已经被 切削掉 的切 屑所带走 ， 减少 了对工件所产 生的热变形 ， 在物理角度讲 ，提升 了表 面加工 的精度 ； 第 四， 由于在高 速切削 中 ， 进 给量要小 ， 所 以在 加工 的过程 中所产生 的振 动要小 ， 这样对 于 工件 表面 的加工 精度 和粗糙 度都有 很大 的 提升 ； 第五， 南于高速切 削的速度快 ， 提 高了 生产效率 ， 那 么对于机械设 备的磨损大 大的 降低， 降低 了生 产能耗 ， 并且 减少 了对切 削 液 的使用 ， 是一种非常环保 的切削技术 。 ３数控高速切削技术的应用领域研究 鉴 于以上所述高速切削加 工的特点 ， 使 该 技术在 传统 加工薄 弱 的领域有 着 巨大应 用 潜力 。首先 ， 对于薄壁 类零件 和细长的工 件， 采 用高速切削 ， 切 削力显着 降低 ， 热量被 切屑带走 ， 可 以很好 的弥补采用传 统方法时 由于切 削力 和切削 热 的影 响而 造成其 变形 的问题 ， 大大 提高了加工质量 。 其次 ， 甫于切 由表 １ 、 ２ 显示 出 ， 架棚支护 单位工程造
高速切削刀具在数控加工中的应用
金属 、陶瓷 、玻 璃 、石墨 等非金 属材 料最 高速 切削措施 的运用 中 ，要 把硬质 采用 了 超 细 晶粒 的梯 度硬 质合金 基体 ，配以氮碳 ２ ． ２ 立 方氮化 硼刀 具材 料 化 钛 中温化 学 涂层 和 细 晶柱状 化 学 涂层 ， 和 金 刚 石 相 比，Ｃ Ｂ Ｎ是 人 工 合 成 表 面 则采 用 消 除表 面应 力 的后 处 理工 艺 ， 材 料 。它 的 生 产 加 工 技 术 和 金 刚 石 差 不 能 够提 升硬质 合金 的使用 能力 ，使其 硬度 多 ，其 硬度 仅次 于金 刚石 而远高 于其他 材 以及耐 磨性 能更 高 ，能够 普遍 的在 硬切 削 料 。一 样拥 有高硬 度 、高稳 固性 、高化 学 中运用 。实 际上最佳 的刀 具原 料不光 能够 稳 定性 等 特 点 。现 在 普 遍 适 用 于 钢 质 材 耐 磨 、 硬度 高 ， 还要 拥有 稳定 的化学 性能 ， 料 的切 割。 这 种 材 质 要 达 到 氧 化 程 度要 良好 的传 热功 能 以及 机械 功能 ，这样 才符 １ ３ ６ ０ ℃ ，能 够和钢 铁材 质 的原料相 容 ，并 合 高速 切削措 施对 刀具 的需求 。切 削过程 且Ｃ Ｂ Ｎ材 质 的 刀具 是 固结 体 的 结构 ，拥 中 ，对稳 定性 要求较 高 的 ，就 可 以使 用 陶 有 高耐 磨 的性能 。生产 这种 刀具要 在持 续 瓷 刀具 ， 更能 够达 到切削设 施 的工作 要求 。 高 温进行 加热 的方 式下 掺人催 化剂 转变来 降低 切 削的 困难 ，直 接受 影 响的就是 其效 的 ，它 的稳定 性 比金刚 石好 。在生 产制 造 率 以及失 误率 。不过 由于 陶瓷 刀具拥 有强 硬 度原料 的 时候适 合选择 这种 刀具 。此 刀 抗 断性 ，因此 在续切 工作 中得 到 了普遍 的 具 不光抗 高 温抗热 抗磨 ，并且 和铁 相 比 ， 运用。 其 惰性很 大 。随着 技术进 步 ，能够 代替 达 结语 不 到高 速切 削刀具 标准 的黑色 金属 ，或 者 高 速 切 削 加 工 工艺 的 出现 改 变 了 以 能 够在 高难度 加工 的材 料 中普 遍使 用 。它 往 传 式 的 切 削 模 式 ，在 很 大 程 度 上 提 高 适 合制作 铁 、高合 金钢 、高温 合金 或者表 了工 作 效 率 ，因 为 切 割 的 速 度 比 较快 ， 传 导 性 能 比较 优 越 ，大 大 缩 短 了工 作 时 面 具有 喷料 的工件 等 。在发达 国家 汽车 生 产 加工行 业 中就普 遍使用 立方 氮化 硼刀具 间 。 同 时 它可 以根 据 不 同 的施 工 工 艺 采 切 割铸铁 。立 方氮 化硼 刀具 已经成 为发达 取 不 同切 削 方 式 。 同 时 由于 加 工 产 生 热 国家汽 车生产 行业 中各个 生产 流水线 中普 量 的 ７ ０ ％～ ８ ０ ％ 都集 中在切 屑上 ，而切 屑 遍使 用 的刀具 。 的去 除 速 度 很 快 ，传 导 到 工 件 上 的热 量 ２ － ３ 陶瓷刀 具 大 大 减 少 ，提 高 了加 工 精 度 。高 速 切 削 陶瓷 刀 具 韧 度 不 够 、 比钢 刀 翠 ，限 加 工 是 一 种 不 增加 设 备 数 量 而 大 幅 度 提 制 了其普 遍使 用 ， 因为纳米 氧化 锆 的出现 ， 高 加 工 效 率 所 必 不 可少 的技 术 ，优 点 主 和 陶瓷 刀具结 合 ，为陶瓷 刀具 的普及 增加 要 在 于 ：提高 生产 效 率 ；提 高 加 工 精 度 了动力 。陶瓷 刀具有 高潜 力 的高速 切削使 和 表 面 质 量 ； 降低 切 削 阻力 。 高 速 切 削 用 的工具 ， 在加 工制 造业 中有着 美好远 景 ， 措 施 的 研 发 以及 运 用 转 变 了人 们 在 以 往 已经 受到 各 国关 注 。 切 削 工 作 中 的 思 想 以及 形 式 ，在 很 大 程 ２ ． ４ 涂 层刀 具 度 上 提 升 了 制 作 速 度 以及 制 作 品质 。 而 以往 的 涂 层 刀 具 通 过 了从 简单 到繁 且 高 速 切 削 措 施 运 用 到模 具 制 作 中 ，转 琐 的加工 技术 过程 。随着 技术进 步 ，涂层 变 了 以 往 模具 制作 的生 产 程 序 。 高 速 切 刀具 得 到普遍 应用 。在发 展起来 的硬 质涂 削措 施 中使用 的 刀具 是这 项 措施 的重点 ， 层 刀具 材 料 中 ，Ｔ ｉ ｎ措施 作 为一 种 新技 术 伴 随 着措 施 的 持续 改 善 ，会 推 动模 具 的 得 到了普 遍使 用 。金 属 陶瓷 的硬度 比陶瓷 加工 迈 向一个全 新 的发展模 式 。 原料 的刀 具差 ， 但 是 比硬质 合金 的硬度 强 ， 参考文 献 水平方 向的断 裂强度 比硬 质合金 小 ，但是 ［ １ 】 李 良才 ． 插 齿 刀 前 角对 刀 具 耐 用 度 及 比陶瓷原料的刀具好 ，其化学性能稳固， 齿形误 差 的影响 Ｄ １ ． 工具技 术 ，２ ０ ０ ２ ． 具有 强耐 氧化性 ， 拥有 比较 低 的粘 结性 能 ， ｆ ２ １ 张林 ． 刀具在数控 加 工 中的应 用 『 Ｚ １ ． 以及 比较 高的刀 刃强 度 。 ３ 高 速切削 刀具 的具体 应用 情况 硬 质 合 金 刀 具 具 有 硬 度 高 、耐磨 、
高速切削加工技术在数控机床中的应用
的水平比较 。 所列机床的主要性能指标都较普通机床大大提 高， 其到达额定 的工作 加速 度一般都 在（ — ５ ｍｓ 之间 ， ６ ２ ） ／： 即达 到 ｇ （ ｇ为重力加速度 ） 数量级 的加速度 ， 具有高的动态特性。 我国对高速加工机床技术也进行 了较多的研究 ，近几年取
得了较 大进展 ， 同国外相 比还有很 大差距 。 但
ｐ ｌ ｔ ｎ ｒ ｕ ｅ ， ｎ ｉｔ ｔ ｅ ｗ ｅ ｏ ｅ ｔ ｎ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｏ ｐａ ｓ ｎａ ｌ ａ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ａ ｅ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｄ ｓ ｉｃ ｉ ｎ ｂ ｔ ｅ ｎ ｄ ｍ ｓｉ ａ ｄ ｉ ｔｒ ａ ｉｎ ｌｃ ｍ ｒ ｉｏ ．ｓｗｅｌ ， ｃ ｏ ｒ ｏ ｈ ｎ ｏ ｃ ｏ ｓ
中 图分 类号 ： Ｈ１ ， Ｇ ８ ．１ 文献 标识码 ： Ｔ ６ Ｔ ５ ０６ Ａ
１引言
随着人们环保意识 的提高及加入世 贸组织后发达 国家针对 我国设置 的绿色壁垒，客观上要求机械产 品在制造时尽可能少
地消耗能源和污染环境 。而机械切削是机械制造 中消耗能源和 污染环境 的最大来 源， 所以人们有针对性地提出了绿 色切 削（ 绿 色制造 ）的概念。所谓绿色切削就 是指消耗尽可能少的刀具材 料、 切削液 、 加工 时间和 电力 ， 尽可能少地污染环境 ， 达到某种 来
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第 １ 期 ２ ２０ ０ ７年 １ ２月
文章 编 号 ：０ １３ ９ （ ０ ７ １ — １ ５ ０ １０ — ９ ７ ２０ ）２ ０ ５ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ 一１ ５一 ５
３ 高速切削机床 的基本要求