【正文】 日本三菱綜合材料公司開發(fā)的車削鑄鐵用的UC510UC5115硬質(zhì)合金CVD涂層牌號(hào)，前者用于灰鑄鐵或球墨鑄鐵的高速連續(xù)切削，采用高硬度的基體，后者用于球墨鑄鐵的不穩(wěn)定條件加工，采用強(qiáng)韌的基體；兩者均涂覆微粒Al2O3和微粒且纖維狀的TiCN厚膜。在加工不銹鋼方面，瑞典Sandvik公司車削奧氏體不銹鋼的GC2015是具有梯度區(qū)的抗塑性變形和改進(jìn)熱硬性的基體，加上專為此牌號(hào)而設(shè)計(jì)的TiNTiN/Al2O3（多層）TiCN涂層，并對(duì)涂層表面進(jìn)行平滑處理，提高了抗磨料磨損、抗剝落、抗積屑瘤的能力。山高公司推出的加工鑄鐵的TK1000、TK2000新牌號(hào)，可提高切削速度20%～30%，而該公司為加工鋼件開發(fā)的TP3000在重切削、斷續(xù)切削、大進(jìn)給的應(yīng)用中則有很好的可靠性。如今，硬切削、干式切削、高速高效加工已成為現(xiàn)代切削技術(shù)的重要標(biāo)志，并帶動(dòng)著切削加工技術(shù)水平的全面提高，已成為數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)。今現(xiàn)代汽車制造技術(shù)與工具技術(shù)進(jìn)步切削刀具與加工對(duì)象的匹配研究高速切削技術(shù)及其刀柄結(jié)構(gòu)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)中日導(dǎo)讀近年來(lái)，在微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息工程和材料工程等高新技術(shù)的推動(dòng)下，傳統(tǒng)的制造技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，迅速發(fā)展成為一門新興的制造技術(shù)——數(shù)字化制造技術(shù)。 (end) 上一篇：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸高效加工技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展 結(jié)束語(yǔ) 目前市場(chǎng)上性能優(yōu)越且應(yīng)用量比較大的高速刀柄主要是HSK和KM。 高速切削刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡措施有：裝平衡環(huán)、內(nèi)裝動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)的刀柄（通過(guò)調(diào)整補(bǔ)償環(huán)移動(dòng)內(nèi)部配重的位置以補(bǔ)償不平衡量）、增加材料或去除材料。對(duì)于旋轉(zhuǎn)體的平衡，用G參數(shù)對(duì)剛性旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行分級(jí)。高速旋轉(zhuǎn)的刀柄如果不平衡量太大不僅會(huì)引起主軸及其部件的額外振動(dòng)，還會(huì)引起刀具的不規(guī)則磨損，縮短刀具壽命，降低零件的加工質(zhì)量。另外由于該結(jié)構(gòu)不需要傳動(dòng)鍵就可以實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩傳遞，所以消除了由于鍵和鍵槽引起的動(dòng)平衡問(wèn)題。 圖5 KM刀柄的結(jié)構(gòu) 熱點(diǎn)模具網(wǎng)博客 研究表明：與BT刀柄相比，HSK刀柄與KM刀柄具有更加優(yōu)越的靜剛度和動(dòng)剛度，其中由于KM刀柄的拉緊力與鎖緊力明顯大于HSK刀柄，所以KM刀柄的性能最優(yōu)。HSK50和HSK63刀柄的主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)25,000 r/min，HSK100刀柄可達(dá)12,000r/min，精密平衡后的HSK刀柄可達(dá)40,000r/min。HSK短錐柄部長(zhǎng)度短（約為標(biāo)準(zhǔn)BT錐柄長(zhǎng)度的1/2）、重量輕，因此換刀時(shí)間短。 BT刀柄的錐度為7：24，轉(zhuǎn)速在10,000r/min左右時(shí)，刀柄－主軸系統(tǒng)還不會(huì)出現(xiàn)明顯的變形，但當(dāng)主軸從10,000 r/min升高到40,000 r/min時(shí)，由于離心力的作用，主軸系統(tǒng)的端部將出現(xiàn)較大變形， m左右。目前主要在模具、汽車、航空、航天工業(yè)應(yīng)用高速切削技術(shù)稍多，一般采用進(jìn)口刀具，以加工鑄鐵和鋁合金為主[3]。 我國(guó)在高速切削領(lǐng)域方面的研究起步較晚，20世紀(jì)80年代才開始研究高速硬切削。所以高速切削意義不僅僅是得到較高的表面切削質(zhì)量[2]。也可以根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速、功率、錐孔大小、和平衡標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分，如按主軸的Dn值劃分，高速主軸的Dn值一般為500000~2000000；對(duì)于加工中心，可按主軸錐孔的大小來(lái)劃分：50號(hào)錐——10000~20000r/min；40號(hào)錐——20000~40000r/min；30號(hào)錐——25000~40000r/min；HSK錐——20000~40000r/min；KM錐——35000r/min以上。 概述 高速切削是一個(gè)相對(duì)概念，并且隨著時(shí)代的進(jìn)步而不斷變化。 ( 高速鉆、鉸和攻螺紋的加工工藝過(guò)程中，改進(jìn)加工參數(shù)和加工條件，有利于提高切削速度在鉆削中，生成的連續(xù)切屑要能從鉆頭的槽中順利排出來(lái)。 在改進(jìn)刀具材料的同時(shí)，為了滿足高速切削和干切削的要求，應(yīng)根據(jù)不同的被加工材料，對(duì)刀具的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，包括螺旋角、排屑槽形狀、齒數(shù)、鉆尖形狀、刀柄結(jié)構(gòu)、切削刃負(fù)荷分布和冷卻方式等，使切削過(guò)程更合理、排屑更順暢、切削力更小、切削溫度更低、刀具壽命更長(zhǎng)以及提高加工精度等。CBN25000r800m例如，在鋁材料上鉆 ②排屑和散熱問(wèn)題； 高速鉆、鉸和攻螺紋和車削、銑削不同，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的難度更大實(shí)現(xiàn)高速鉆、和攻，紋要解決的主要間題有以下幾個(gè)方面． ①在機(jī)械加工中，鉆、鉸和攻螺紋占很大比例，提高這些工序的切削速度一直是提高生產(chǎn)率需要解決的問(wèn)題，在高速切削技術(shù)快速發(fā)展和普遍應(yīng)用的倩況下，提高鉆、鉸和攻螺紋的加工速度已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)高速鉆、鉸和攻螺紋的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為： 可以采用硬車削替代磨削加工的場(chǎng)合很多，如汽車曲軸加工、軸承加工、淬硬螺紋加工等目前的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，人們對(duì)于高速硬車削代替磨削加工的認(rèn)識(shí)不足，昂貴的硬車削具、缺乏深人的切削機(jī)理研究和切削工藝試驗(yàn)研究等，都是制約高速硬車削技術(shù)迅速推廣應(yīng)的不利條件。 ④ ③所以，采用少量冷卻液或干切削是高速硬車削的特點(diǎn)之一，千切削可以省去與切削液有關(guān)的裝置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，降低生產(chǎn)成本，同形成的切屑干凈清潔，便于回收處理. 10①． 和磨削加工相比，硬車削的特點(diǎn)是： (下面主要介紹一下高速硬車削、高速鉆削、高速銑削。能同時(shí)加工5System2570模具制造業(yè)中普遍采用高速加工中心，形成高切削速度、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。高速切削加工的應(yīng)用 ( (）干式（準(zhǔn)干式）切削技術(shù)高速加工中不采用切削液或采用微量的切削液可以帶來(lái)大量的好處低切削過(guò)程對(duì)環(huán)境的危害、提高切屑的回收利用率等降低切削成本、降低切削過(guò)程對(duì)環(huán)境的危害、提高切屑的回收利用率等。. 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。A12O51PCBNTICHSSPCDsiNHSS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 ①主要包括: ）切削路徑的選擇與優(yōu)化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇外，還要采取不同的切削路徑才能得到較好的切削效果． 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。 2005年10月20日15時(shí)19分但國(guó)內(nèi)已進(jìn)口了大批高速加工設(shè)備，也開發(fā)了多種高速機(jī)床和加工中心，還有許多可供應(yīng)高速切削刀具系統(tǒng)的工具企業(yè)，只要充分認(rèn)識(shí)高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和誘人的巨大經(jīng)濟(jì)效益的潛力，完全有可能迅速把我國(guó)高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)到一個(gè)新水平高速切削加工工藝及應(yīng)用 在發(fā)展高速切削加工技術(shù)領(lǐng)域，開發(fā)高效復(fù)合切削技術(shù)和高性能切削技術(shù)及其多功能與專用刀具，是提高切削效率和加工質(zhì)量十分有效的方法之一，如下圖所示，它是高效切削加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。進(jìn)一步發(fā)展新型高溫力學(xué)性能和高抗熱震性能的高可靠性的刀具材料（包括自潤(rùn)滑刀具材料），特別是為加工超級(jí)合金和高性能新型工程材料和高速干切削的刀具材料是發(fā)展的重點(diǎn)。鋁及其合金等有色金屬和碳纖維增強(qiáng)塑料等非金屬材料的切削速度主要受限于機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速和功率。 高效率、高精度、高柔性和綠色化是機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。 六、高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例陶瓷刀具車削淬硬鋼（HRC60～62）30D箱體加工示意圖七、高速切削加工技術(shù)展望 （3）整體硬質(zhì)合金（＜）立銑刀的安全性N－轉(zhuǎn)速（rpm） m－不平衡量（g）e－偏心（gmm/Kg） 主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到某一極限值 (n=15000r/min，F(xiàn)=15kN) 時(shí)，主軸/刀柄聯(lián)接處大端的分離導(dǎo)致刀柄在切削力的作用下以刀柄為支承發(fā)生擺動(dòng)，極大地降低了刀柄在主軸錐孔內(nèi)的定位精度和重復(fù)定位精度，無(wú)法保證聯(lián)結(jié)的可靠性。BT主軸/刀柄聯(lián)結(jié) 四、高速切削加工的刀柄系統(tǒng)復(fù)雜刀具可用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金及其涂層刀具。但復(fù)雜刀具可用整體超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金及其涂層刀具高速加工結(jié)構(gòu)鋁及其合金?？箯潖?qiáng)度大小：HSSWC基TiC(N)基Si3N4基Al2O3基PCDPCBN。 超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金：細(xì)晶粒()的WC基硬質(zhì)合金，添加TaC、NbC等 涂層刀具——優(yōu)異的高速鋼、WC基、TiC(N)基硬質(zhì)合金和陶瓷為基體。 金剛石涂層 金剛石 隨切削速度的提高，開始切削溫度升高很快，但達(dá)到一定速度后，切削溫度的升高逐漸緩慢，甚至很少升高。 在高速切削范圍內(nèi)，隨切削速度提高，摩擦系數(shù)減少，剪切角φ增大，切削力降低。硬度較高和低熱物理特性KρC的工件材料，如熱處理的鋼與合金鋼、鈦合金和超級(jí)合金，在很寬的切削速度范圍均形成鋸齒狀切屑，隨切削速度的提高，鋸齒化程度增高，直至形成分離的單元切屑。高速切削技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，20世紀(jì)80年代中期開始研究陶瓷刀具高速切削淬硬鋼并在生產(chǎn)中應(yīng)用，其后引起對(duì)高速切削加工的普遍關(guān)注，目前主要還是以高速鋼、硬質(zhì)合金刀具為主，硬質(zhì)合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速鋼刀具在40m/min以內(nèi)。不同材料的高速切削加工速度范圍干（準(zhǔn)）切削日益廣泛應(yīng)用。頁(yè)大會(huì)概況會(huì)議日程主題報(bào)告專題報(bào)告技術(shù)講座會(huì)議圖片主辦單位聯(lián)系我們相關(guān)鏈接:高速切削加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展(幻燈片圖片)這些因素需要經(jīng)驗(yàn)的積累及反復(fù)實(shí)踐和總結(jié)，才能真正發(fā)揮高速切削加工的優(yōu)勢(shì)。四、結(jié)論現(xiàn)在，一些頂尖的CAD/CAM系統(tǒng)已推出了這項(xiàng)技術(shù)。半精加工應(yīng)沿著粗加工后的棱狀輪廓進(jìn)行銑削，以便使切入過(guò)程穩(wěn)定，并減小切削力波動(dòng)對(duì)刀具的不利影響。 分層切削能控制切削載荷均勻，在粗加工中常采用此法。對(duì)小的零件，從粗加工到精加工都可采用高速銑削。 安全、高效和高質(zhì)量是高速切削的主要目標(biāo)。圖2為某模具制造中采用常規(guī)加工與高速切削加工的工序比較。 ，節(jié)省制造資源由于切削深度、切削寬度和切削力都很小，使得刀具、工件變形小，保持了尺寸的精確性，也使得切削破壞層變薄，殘余應(yīng)力小，實(shí)現(xiàn)了高精度、低粗糙度加工。 3. 提高了加工質(zhì)量這對(duì)于加工剛性較差的零件來(lái)說(shuō)可減少加工變形，使一些薄壁類精細(xì)工件的切削加工成為可能。 當(dāng)加工需要大量切除金屬的零件時(shí)，可使加工時(shí)間大大減少。 高速切削之所以得到工業(yè)界越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗鄬?duì)傳統(tǒng)加工具有顯著的優(yōu)越性，具體說(shuō)來(lái)有以下特點(diǎn)：各種材料的高速切削進(jìn)給速度范圍為2～25m/min。 目前高速切削已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，但要給高速銑削下一個(gè)確切的定義還較困難，高速切削的切削速度范圍較難給出。在飛機(jī)制造業(yè)中，高速切削已經(jīng)普遍用于零件的加工。在模具工業(yè)和汽車工業(yè)中，模具制造是一個(gè)關(guān)鍵，縮短模具交貨周期，提高模具制造質(zhì)量，也是人們長(zhǎng)期努力的目標(biāo)。要是能越過(guò)這個(gè)速度范圍，高速切削將成為可能，從而大幅度地提高生產(chǎn)效率。 可以采用硬車削替代磨削加工的場(chǎng)合很多，如汽車曲軸加工、軸承加工、淬硬螺紋加工等目前的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，人們對(duì)于高速硬車削代替磨削加工的認(rèn)識(shí)不足，昂貴的硬車削具、缺乏深人的切削機(jī)理研究和切削工藝試驗(yàn)研究等，都是制約高速硬車削技術(shù)迅速推廣應(yīng)的不利條件。 ④ ③所以，采用少量冷卻液或干切削是高速硬車削的特點(diǎn)之一，千切削可以省去與切削液有關(guān)的裝置，簡(jiǎn)化生產(chǎn)系統(tǒng)，降低生產(chǎn)成本，同形成的切屑干凈清潔，便于回收處理. 10①． 和磨削加工相比，硬車削的特點(diǎn)是： (下面主要介紹一下高速硬車削、高速鉆削、高速銑削。能同時(shí)加工5System2570模具制造業(yè)中普遍采用高速加工中心，形成高切削速度、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。高速切削加工的應(yīng)用 ( (）干式（準(zhǔn)干式）切削技術(shù)高速加工中不采用切削液或采用微量的切削液可以帶來(lái)大量的好處低切削過(guò)程對(duì)環(huán)境的危害、提高切屑的回收利用率等降低切削成本、降低切削過(guò)程對(duì)環(huán)境的危害、提高切屑的回收利用率等。. 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。A12O51PCBNTICHSSPCDsiNHSS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 ①主要包括: ）切削路徑的選擇與優(yōu)化在高速切削加工中，除了刀具材料和刀具幾何參數(shù)的選擇外，還要采取不同的切削路徑才能得到較好的切削效果． 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。 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。 采用流體動(dòng)、靜力相結(jié)合的辦法，使主軸在油膜支撐中旋轉(zhuǎn)，具有徑、軸向跳動(dòng)小、剛性好、阻尼特性好，適于粗、精加工，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。 磁懸浮軸承 ~25176。其關(guān)鍵技術(shù)有以下幾項(xiàng)： 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(guò)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，