高速切削加工技术应用分析

的热 量 ， 热量的大量 聚集 就会对工件造成 一定程度上 的变形 ， 严重 一 ２ ． ２高速切削机床 影 响工件高质量 的产 出。高速切削高速加工 时 ， 切屑 以很高 的速度 （ Ｉ ） 高速主轴 。高速精密轴承是支撑主轴高速化的关 键零 部件 ， 排出 ， 带走大量的切削热 ， 这样切削速度越快带走的热量也越多。 从 分为接触式轴承与非接触式轴承两大类 。在高速接触式轴 承中 ， 最 个人 整体 降低 工件加工热量 的聚集 ， 导致加工零件 内应力 和热变形 常用 的润滑方案有两种 。 一种是将极少量的润滑油 与大量 的洁净空 现象的出现。工件表面残余应力的存在， 将会导致整体工件使用性 气分两路输出至轴承， 油液用于润滑， 空气用于冷却。 另一种是在轴 能的不高 ， 降低使用寿命 。 承处直接喷射 经过冷却 的高压润滑油 。 （ ５ ） 可加 工难加工材料 。在 金属 和非金属材料中一般 由于材料 （ ２ ） 直线 电机 进给驱动系统。要满足高速切 削加工轴 向直线 进 本 身结构的类别造 成传 统 的切削加 工技 术不能对 其进行相 应的加 给 的高速度和高加速度 ， 只有采用直线 电机驱动 系统 。直线 电机驱 工处理 。但是在高速切削时 ， 由于高速切削技术 的切削速度快 以及 动 系统 可直接驱动机 床工作台 ， 消除 了中间传 动环节 ， 提高 了驱动 切 削力小 ， 这样对于 刀具 磨损也会在一 定程度上变 小 ， 能够很好地 系统 的进给速度 、 加速度 、 刚度和定位精度 。 进行不易加 工材料的生产 ， 满足 了不同生产工件 的需求 ， 同时对 于 结束 语 加工元件的质量也 能得 到相应 的保 障。 伴 随我国社会整体不断快速发展 ， 现代社会 的生产需 求将会大 （ ６ ） 简化加工流程 。高速切削加工不 同于传 统常规的切削加工 大提高 ， 这样对于零件加工技术的提升 已经成为必然前提 。传 统常 技术 ， 系统 整体震动小 ， 工艺流程不会特别繁琐 ， 这样对于整体工件 规的切削技术一定程 度上不能满足 现代社会 生产的需 求 ， 部 分工件 加工 的生产效率也是一种提升 ， 同时能够实现对表面粗糙精密度高 加工过程 中表面粗糙 现象 以及精 密度不 高现象经常出现 ， 严重影响 等零 件的加工处理 ， 将表面质量切削到工艺生产标准 。 生产原件的正常使用 ， 带来一定 的安全 隐患。通过加 强使用高速切 ２高速切削技术在机床加工中应用 削加工技术 ， 整体提升工件生产效率 ， 保障生产质量的高产值 ， 从而 随切削速度 提高 ， 采 用较小 的切 削深 度和厚度 ， 刀具 的每 刃切 推动我国钳工行业 的最优化发展。 削量极小 ， 所 以切削力随之减小 。 随切削速度提高 ， 单位时 间内的金 参考文献 属切除率增加 ， 加工效率提高 ， 减少 了工件 的内应力和热变形 ， 提高 ［ １ ］ 曾维林等． 高速切 削ｈ ｍ ． Ｙ ． － 技 术的研 究现状及应用［ Ｊ ］ ． 机械研 究与应 加工精度பைடு நூலகம்。 用， ２ ０ ０ ８ ， ５ ． ２ ． １实现数控机床高速切削加工的关键技术研究 【 ２ 】乔宇等． 探 析 高速切 削 中 硬 态切 削技 术的应 用 ［ Ｊ ］ ． 科 技 资讯 ， （ １ ） 高速切削机理 ： 有关各种材料在高速加工 条件 下 ， 切屑 的形 ２ ０ １ ３ ， ２ ． 成机理 ， 切削力 、 切削热的变化 规律 ， 刀具磨损规律及对加 工表面质 量 的影 响规 律 ， 对以上基础理论 的实验和研究 ， 将有 利于促进 高速 切削工艺规范的确定和切削用量的选择 ， 为具体 零件和材料的加工
细介绍 ： 技术 。
（ １ ） 提高生产率。 传统的切削技术速度上存在一定的不足， 这样 （ ３ ） 高速切削刀具技术模块： 由机床、 刀具和工件组成的高速切 会严重影响整体生产工艺的效率 ， 同时降低了生产产物的质量。高 削加工工艺系统中， 刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切 速切削技术在单位时间内比常规的切削技术速度快几倍之多， 这样 削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高 ， 就能够保障切削进给量的增加 ， 同时降低加工成本。 对切削刀具材料 、 刀具几何参数、 刀体结构等都提出了不同于传统 （ ２ ） 降低了切削力。 高速切削加工技术实施过程中， 由于切削速 速度切削时的要求 ， 高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨 度的提升， 这样就对帮助切削力的减少， 对于一些整体较薄刚性差 大的变化， 高速切削加工时， 要保证高的生产率和加工精度， 更要保
求和生 态性的要求。 关键词 ： 高速切 削加 工； 机床 ； 金属
１ 高速切削加工技术特点 工艺制定提供理论基础 ， 属于原理技术。 传统常规的切削技术在速度上存在一定的不足， 这样对于生产 （ ２ ） 高速切削机床技术模块： 高速切削机床需要高速主轴系统 、 进展以及工艺质量都会造成一定程度上的影响。 但是对于高速切削 快速进给系统和高速 Ｃ Ｎ Ｃ控制系统。高速加工耍求主轴单元能够 加工而言，切削速度是常规切削技术的 １ Ｏ 倍， 整体提升了生产效 在很高的转速下工作， 一般主轴转速 １ ０ ０ ０ ０ ｄ ａ ｒ ｉ ｎ以上， 有的甚至高 率， 同时对于部分切削力也相对得到降低。难加工的材料传统的切 达 ６ ０ ０ ０ ｏ 一１ ０ ０ ０ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 且保证良好动态和热态性能。机床进给系 削技术不能进行相应的生产加工， 通过采用高速切削技术整体改善 统必须快速移动和快速准确定位， 这显然对机床导轨、 伺服系统、 工 加工效率。 如下对高速切削技术应用中存在的相关技术特点进行详 作台结构等提出了新的更高要求 ， 是制约高速机床技术的关键单元
的工件加工就会 比较有优势 。 证安全可靠 。
（ ３ ） 提高了加工品质。 机床加工必须具有一定的刚性和精密度， （ ４ ） 数控高速切削工艺： 高速切削作为一种新的切削方式， 要应 这样才能够保障切削工艺的高效性 ， 高速切削技术由于切削速度较 用于实际生产， 缺乏可供参考的应用实例 ， 更没有实用的切削用量 快， 工件热变形会逐渐减少， 刀具变形也会相对较小， 这样对于部分 和加工参数数据库 ， 需要由人工编程加以补充和优化， 这在一定程 金属材料加工而言能够整体实现加工 品质 的提升 。 透光石对于加工 度上降低 了高速切削 的价值 ，必须研究采用一种全新 的编程 方式 ， 原件表面粗糙的材料 ， 切削转速的提高， 保障切削系统工作频率的 使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线 ， 充分发挥数控高速切削 改善 ， 降低 固有频率 ， 大大减少生产产物加工表 面粗糙 问题 的出现 。 的优势。高速切削加工技术 的发展 和应用 有赖于以上原理方面 、 机 （ ４ ） 工件 热变形小 。 在进行切 削技术加工过程 中， 会产生非常多 床 、 刀具 、 工艺等各 项关键单元技术 的发展和综合。
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科 技 论 坛
高速切 削加工技术应用分析
郭 强
（ 哈 尔滨工业 大学材料学院， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 自 从我 国实行改革开放政策以来 ， 国家整体经济建设得 到显著提 高 ， 从而促使我 国 科技 水平也相对得到提升。传统的切 削技 术一定程度上 已经不能 满足现代社会 生产需求 ， 功能上存在不足 ， 在应对 实际工作 中出现 的问题不 能给 予及 时处理措施 。对于切 削技 术 而言， 在金属和ｊ ＃ 金属两方面的共同影响下， 为了能够更好地提升加工精度和表面品质， 目前我国加工生产中纷纷采用高速切削技术等 ， 能够改善 生产率 ， 降低切 削力 以 及 整体提升 生产 工艺结构 的稳 定性 ， 保 障在使 用过程 中生产产品的高质 量。本文通过对 高速切 削技术 的 特点等方 面进行详 细分析 ， 从 而加 强高速切 削技 术在 车床加工 中应用 ， 整体提 升我 国金属和 非金 属切 削技术的优化 ， 以满足经济性的要