【正文】 切削速度、高進(jìn)給速度、小切深、小走刀步距、能連續(xù)長(zhǎng)路程切削的模具加工新工藝，對(duì)淬硬鋼的高速銑削成為縮短模具開發(fā)周期、降低制造成本的主要途徑。 ( ( ③切削刀具材料與加工對(duì)象的物理性能匹配，土要是指刀具與工件材料的熔點(diǎn)、彈性模量、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、抗熱沖擊能力等物理參數(shù)要相匹配。51TICsiN基超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金＞高速鋼（基陶瓷＞）刀具材料的選擇 ③主要包括: 選擇不當(dāng)，會(huì)使刀具磨損加劇，完全達(dá)不到高速加工的目的。 用氮化硅制的滾珠與鋼制軌道相組合，是目前在高速切削機(jī)床主軸上使用最多的支承元件，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離心力小，剛性好，溫度低，壽命長(zhǎng)，功率可達(dá)80kW，轉(zhuǎn)速高達(dá)150000r/min，它的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，便于維護(hù)，價(jià)格低。 磁懸浮軸承 ~25176。 國(guó)內(nèi)已開發(fā)出可分別用于車削、鏜削、銑削等加工領(lǐng)域的多種不同CBN含量的CBN刀具和不同顆粒尺寸的PCD刀具，其中CBN刀具主要用于高速加工淬硬鋼、高硬鑄鐵及某些難加工材料，PCD刀具則用于加工鋁合金。)用途LT55～900適于加工多種鋼(55HRC)和鑄鐵，特別適于加工超高強(qiáng)度鋼和高硬鑄鐵SG4～850適于加工各種鋼和鑄鐵，特別適于加工淬硬鋼(60～65HRC) JX194～95700～800適于加工高溫鎳基合金JX293～94650～750～最適于加工純鎳和高鎳合金LP194～95800～900適于加工各種鋼和鑄鐵LP294～95700～8007～8適于斷續(xù)切削加工各種鋼和鑄鐵LD1～700～860～適于斷續(xù)切削加工各種鋼和鑄鐵LD2～700～860～適于斷續(xù)切削加工各種鋼和鑄鐵FG194～95700～800同LP1 ，適于加工超高硬鋼和高硬鑄鐵FG2～700～80084特別適于加工淬硬鋼FH1復(fù)合刀片94～95800～1000～特別適于加工超高硬鋼和高硬鑄鐵FH2～～特別適于加工淬硬鋼和斷續(xù)切削3. 國(guó)內(nèi)高速切削刀具材料發(fā)展現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)最常用的刀具材料仍為高速鋼和硬質(zhì)合金，且以普通高速鋼和普通硬質(zhì)合金為主。m的PCD刀具適于切削加工FRP、木材或純鋁等材料。由于CBN刀坯價(jià)格較高及考慮重磨等因素，一般是在可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的一個(gè)角上鑲焊一塊CBN刀坯，且通常只做一個(gè)刀尖。 b. 金屬陶瓷刀具材料 金屬陶瓷具有較高的室溫硬度、高溫硬度及良好的耐磨性。 目前適用于高速切削的刀具主要有涂層刀具、金屬陶瓷(TiCN 基硬質(zhì)合金)刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(CBN)、聚晶金剛石(PCD)刀具等。 表1 刀具材料的發(fā)展進(jìn)程材料類型各種刀具材料系列發(fā)展年代工具鋼碳素工具鋼合金工具鋼1850高速鋼通用高速鋼高性能高速鋼低合金高速鋼粉末冶金高速鋼涂層高速鋼1928～197819541970～19801977硬質(zhì)合金普通硬質(zhì)合金超微粒硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金TiC基硬質(zhì)合金(金屬陶瓷)1923～19691967～19701959～19781965～1974陶瓷氧化鋁基陶瓷碳化硅基陶瓷1938～19551981超硬刀具材料天然金剛石聚晶金剛石立方氮化硼1955～19741957～19742 高速切削刀具材料的發(fā)展現(xiàn)狀從十九世紀(jì)中期迄今，刀具材料的發(fā)展進(jìn)程如表1所示。切削加工的主要發(fā)展方向之一是高速切削(包括高速軟切削、高速硬切削、高速干切削、大進(jìn)給量切削等)。超硬材料金剛石在700 ℃ 左右會(huì)發(fā)生氧化，但用于加工有色金屬時(shí)，由于切削溫度不是太高，尚可實(shí)現(xiàn)較高速度的切削。金剛石膜涂層刀具主要適用于加工有色金屬。陶瓷刀具可在200～1000m/min 的切削速度范圍內(nèi)高速切削軟鋼(如A3鋼)、淬硬鋼、鑄鐵及其合金等。PCD顆粒的大小對(duì)刀具的加工性能影響較大，如PCD粒徑為10～25181。2.表3 部分新型陶瓷刀具材料的物理性能及用途牌號(hào)密度(g目前陶瓷刀具的研發(fā)水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，陶瓷刀具的性能水平也不低于國(guó)外同類產(chǎn)品。 1 高速切削機(jī)床 為了適應(yīng)粗精加工，輕重切削和快速移動(dòng)，同時(shí)保證高精度(定位精度177。 在常規(guī)切削范圍內(nèi)切削溫度Tv隨著切削速度Vc的增大而提高，當(dāng)切削速度到達(dá)臨界切削速度后，切削速度再增大，切削溫度反而下降(見圖1C區(qū))，所以越過B區(qū)，在高速區(qū)C區(qū)進(jìn)行切削，則可用現(xiàn)有的刀具進(jìn)行高速切削，從而大大地減少切削工時(shí)，成倍提高機(jī)床的生產(chǎn)率，同時(shí)提高加工質(zhì)量管理，并可用于切削各種硬、韌性、難加工材料的工件。 高速主軸 高速精密軸承 但其無(wú)通用性，維護(hù)保養(yǎng)較困難。 直線電機(jī)伺服系統(tǒng) 高速切削工藝技術(shù)包括切削參數(shù)、切削路徑、刀具材料及刀具幾何參數(shù)的選擇等。走刀方向的優(yōu)化在走刀方向的選擇上，以曲面平坦性為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，確定不同的走刀方向選取方案；對(duì)于曲率變化大的曲面以最大曲率半徑方向?yàn)樽顑?yōu)進(jìn)給方向，對(duì)曲率變化小的面，以單條刀軌平均長(zhǎng)度最長(zhǎng)為原則選擇走刀方向。PCBNN)基陶瓷。所列。 目前采用的補(bǔ)償技術(shù)有：溫度補(bǔ)償、象限補(bǔ)償、絲杠誤差補(bǔ)償、使用非均勻有理 高速切削工藝研究是一項(xiàng)很有意義的工作。 飛機(jī)機(jī)體材料公司生產(chǎn)的機(jī)床6 倍．床一次裝夾，可完成多工序加工，如粗、精加工在一臺(tái)設(shè)備上一次完成；多表面加工，如精切圓、內(nèi)孔、切槽外圓、內(nèi)孔、切槽等，加工位置精度高 就目前的應(yīng)用情況，高速硬車削的加工尺寸精度還達(dá)不到磨削的水平，但在一精度范圍內(nèi)，硬車削具有非常大的優(yōu)越性，而且，隨著硬車削技術(shù)的提高和普及，采用這種新工藝的加工精度也會(huì)逐漸提高. （High Speed Cutting）的理論，并于同年申請(qǐng)了專利。 高速加工技術(shù)經(jīng)歷了理論探索，應(yīng)用探索，初步應(yīng)用和較成熟應(yīng)用等四個(gè)階段，現(xiàn)已在生產(chǎn)中得到了一定的推廣。二、高速切削技術(shù)的優(yōu)勢(shì)三、高速銑削加工工藝 為了防止切削時(shí)速度矢量方向的突然改變，在刀軌拐角處需要增加圓弧過渡，避免出現(xiàn)尖銳拐角。 以前的CAM系統(tǒng)（包括目前的一般系統(tǒng)）基本上沒有基于殘留模型的編程功能。Copyright(C) 2004 隨切削速度提高，切削力降低大致為25～30％以上；切削溫度增加逐步緩慢；加工表面粗糙度降低1～2級(jí)；生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低。 (2) 切削力學(xué) 天然金剛石 復(fù)合涂層。高速切削時(shí)對(duì)不同工件材料要選用與其合理匹配的刀具材料和適應(yīng)的加工方式等切削條件，才能獲得最佳的切削效果。加工鋼和鑄鐵及其合金：Al2O3基陶瓷刀具適于軟、硬高速切削；PCBN適于4565HRC以上高硬鋼的高速切削；Si3N4和PCBN更適于鑄鐵及其合金的高速切削，但不宜于切削以鐵素體為主的鋼鐵；WC基超細(xì)硬質(zhì)合金及其TiCN、TiAlN、TiN涂層刀具和TiC(N)基硬質(zhì)合金刀具，特別是整體復(fù)雜刀具可加工鋼和鑄鐵。 高速切削旋轉(zhuǎn)刀具系統(tǒng)必須平衡，但應(yīng)根據(jù)其使用速度范圍予以平衡，以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)條件。M－刀體質(zhì)量（Kg）φ10mm立銑刀（三齒）僅受離心力作用的應(yīng)力圖(n=10,000r/min)切削速度目標(biāo)： 金剛石刀具領(lǐng)域，人工合成單晶金剛石和金剛石厚膜涂層刀具具有更好的優(yōu)越性，隨技術(shù)日益成熟和成本降低，可望成為高速切削有色金屬和非金屬材料比較理想的刀具材料。高速切削過程的機(jī)床、刀具和工件質(zhì)量的智能監(jiān)控技術(shù)將得到更加重視和發(fā)展?；勐斁W(wǎng) (柔性加減速和斷刀的幾率。si3NHSs．基陶瓷＞(, 具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合高速切削加工。加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)熱較好的刀具材料，以使切削熱得以迅速傳出而降低切削溫度。切削刀具材料與加工對(duì)象的化學(xué)性能匹配主要是指刀具材料與工件材料化學(xué)親和性、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散和溶解等化學(xué)性能相匹配。5NuRBs汽車制造業(yè)將更加積極地采用高速切削加工中心，完成高效高精度生產(chǎn)。％為鋁合金，而且絕大多數(shù)坯料的去除需要切削加工，零件通常采用“整體去除”法制造，即在整塊毛坯上去除大量材料后形成高精密度的鋁合金復(fù)雜構(gòu)件，其切削時(shí)間占整個(gè)零件制造總工時(shí)的比例很大。Marwmmx25m1加工效率高采用高轉(zhuǎn)速、大切深切削，金屬切除率通常是磨削加工的 ②減少設(shè)備有利于柔性生產(chǎn)和敏捷生產(chǎn)。零件整體加工精度高高速硬車削中產(chǎn)生的大部分熱量被切屑帶走，不會(huì)像磨削加那樣容易產(chǎn)生表面燒傷和裂紋，可以得到更好的加工精度、表面質(zhì)量和加工的位置精度，特減少了零件的裝夾次數(shù). （2）高速鉆、鉸和攻螺紋 高速鉆、鉸和攻螺紋也是高速切削技術(shù)的重要組成部分大幅度提高材料切除率，提高生產(chǎn)率刀具材料、形狀、幾何參數(shù)的選擇等問題；/刀具和陶瓷刀具. 然而鉆得越深排屑越難，因此產(chǎn)生的切削熱不容易散出去，一部分傳到刀柄，一部分傳給工件。3今切削刀具與加工對(duì)象的匹配研究發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高效加工技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)高效加工在飛機(jī)機(jī)翼整體壁板加工上鋁合金加工硬質(zhì)合金高速立銑刀的分現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)刀具應(yīng)用的“現(xiàn)代”思維高速切削加工技術(shù)在航空薄壁結(jié)構(gòu)中高進(jìn)給圓弧角銑刀ASR多刃型機(jī)夾刀具的單螺釘防松楔緊和防松微日導(dǎo)讀摘要：高速切削技術(shù)是近十多年來(lái)發(fā)展最為迅速的先進(jìn)制造技術(shù)之一。而根據(jù)ISO—1940，高速主軸的轉(zhuǎn)速至少要超過8000r/min。刀具以高速鋼、硬質(zhì)合金為主，切削速度大多在100～200 m/min，高速鋼在40 m/min以內(nèi)。刀柄與主軸錐孔間將出現(xiàn)明顯的間隙（見圖1），嚴(yán)重影響刀具的切削特性，因此BT刀柄一般不能用于高速切削[3]。隨著轉(zhuǎn)速增加，徑向剛度將有所降低，見圖4。見圖圖8。G后面的數(shù)字越小，平衡等級(jí)越高。但KM刀柄的應(yīng)用主要在美國(guó)市場(chǎng)，就德國(guó)的HSK刀柄而言，不僅生產(chǎn)量大，應(yīng)用普遍，而且得到了國(guó)際上的廣泛認(rèn)可，世界各國(guó)大部分機(jī)床公司在生產(chǎn)高速機(jī)床時(shí)都將HSK作為首選刀柄，國(guó)內(nèi)在開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用高速刀柄的過程中也基本與此趨勢(shì)相一致。對(duì)比傳統(tǒng)制造技術(shù)，其重要的特征就是數(shù)控加工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，這一發(fā)展的原動(dòng)力來(lái)自于制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品制造效率的強(qiáng)烈追求。 中國(guó)熱點(diǎn)模具網(wǎng)鑄鐵和不銹鋼是目前兩種應(yīng)用較多的工件材料，然而兩者的可加工性有很大的差異，很多公司都開發(fā)出了加工這兩種材料的專用牌號(hào)。藍(lán)幟集團(tuán)的BOEHLERIT公司的車削鑄鐵牌號(hào)Casttec LC620。這些新牌號(hào)比原有的牌號(hào)可提高切削速度30%～40%，使用壽命可提高將近40%～50%。大量高速、高效、柔性、復(fù)合、環(huán)保的數(shù)控加工刀具及應(yīng)用新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使傳統(tǒng)的切削加工技術(shù)發(fā)生了根本的變化。高速切削技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用將為我國(guó)制造技術(shù)水平的提高發(fā)揮更大作用。 對(duì)不同機(jī)床的動(dòng)平衡要求：；；；；6000rpm以上的高速切削刀具和刀柄系統(tǒng)必須使動(dòng)平衡≤。 圖7 CAPTO刀柄承受彎矩的情形 熱點(diǎn)模具網(wǎng) 圖8 CAPTO刀柄承受扭矩的情形 中國(guó)熱模網(wǎng)首發(fā) 高速刀柄的平衡技術(shù) 由于刀體里存在缺陷，或刀具設(shè)計(jì)不對(duì)稱，或刀具進(jìn)行過新的調(diào)節(jié)，都有可能引起刀具系統(tǒng)的不平衡。由于配合錐度比較短，且刀柄設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)，在拉桿軸向拉力的作用下，短錐可徑向收縮，所以有效地解決了端面與錐面同時(shí)定位而產(chǎn)生的干涉問題。 圖2 HSK的雙重定位結(jié)構(gòu) 熱點(diǎn)模具網(wǎng)博客平面夾緊定位防止刀柄的軸向竄動(dòng)。近年來(lái)，雖然對(duì)高速切削技術(shù)已有比較深的認(rèn)識(shí)，進(jìn)口的部分?jǐn)?shù)控機(jī)床和加工中心中也能達(dá)到高速切削加工的要求，但由于刀具等原因，高速切削技術(shù)應(yīng)用也較少。 熱點(diǎn)模具網(wǎng)論壇研究表明：隨著切削速度的提高，切削力會(huì)降低15～30％以上，切削熱量大多被切屑帶走，加工表面質(zhì)量可提高1～2級(jí)，生產(chǎn)效率的提高，可降低制造成本20％～40％。對(duì)高速旋轉(zhuǎn)所帶來(lái)的特殊的動(dòng)平衡問題及其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也作了敘述。在鉆削中采用刀具中心通切削液是比較好的一種方法，一方面更好的冷卻、潤(rùn)滑，另一方面也有利于排屑，特別是在鉆較深的孔時(shí)，效果更好。所對(duì)應(yīng)的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速要求達(dá)到提供高主軸轉(zhuǎn)速的機(jī)床。 ①與磨削加工相比，硬車削能更好地應(yīng)多品種、短周期、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)。一方面，硬車削是過使剪切部分材料變軟退火而形成切屑，冷卻速率過高會(huì)降低這種效果，加大機(jī)械磨損，縮刀具壽命；另一方面，高速切削所使用刀具的抗熱沖擊能力差，在高速下切削，切削液不容易 達(dá)切削表面，而使刀具溫度變化決，容易使刀具碎裂。一淬硬鋼加工的傳統(tǒng)方法主要是磨削隨著各類高速切削機(jī)床的開發(fā)，高速切削藝范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，高速切削將涵蓋所有的傳統(tǒng)加工范疇，包括從粗加工到精加工，從鉆到徨削、拉削、欽削、攻絲、滾齒等。87mtlon采用高速切削加工，可大幅度提高生產(chǎn)效率，切削效率是傳統(tǒng)切削的 242高速干切削、高速硬切削和高速加工黑色金屬的最高切削速度主要受限于刀具材料的耐熱性，要求刀具材料熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性能好、氧化溫度高、耐熱性好、抗熱沖擊性強(qiáng)。 基陶瓷＞）基硬質(zhì)合金） 斷裂韌性的大小順序?yàn)榛沾桑镜毒卟牧系目箯潖?qiáng)度的大小順序?yàn)椋篢ICPCD 刀具材料的合理選擇遵循以下原則: 刀位軌跡生成按照刀位路徑盡可能簡(jiǎn)化，盡量走直線，路徑盡量光滑的要求選擇加工策略，選擇合適的插補(bǔ)方法，保證加工面殘留高度的要求，采用過渡圓弧的方法處理加工干涉區(qū)，這樣在加工時(shí)就不需要減速，提高加工效率。2）切削參數(shù)的選擇 加工工藝是成功進(jìn)行高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。進(jìn)入論壇涂層刀具在高速切削加工技