【正文】 sts. More monly used in a multifunctional Tool, milling, boring and milling, drilling milling, drillingmilling threadrange tool. At the same time, mass production line, against the use of technology requires the development of special tools, tool or a smart posite tool, improve processing efficiency and accuracy and reduced investment. In the highspeed cutting conditions, and some special tools can be part of the processing time to the original 1 / 10 below, results are quite remarkable. HSC has a lot of advantages such as : a large number of materials required resection of the workpiece with ultrafine, thin structure of the workpiece, Traditionally, the need to spend very long hours for processing mobile workpiece and the design of rapid change, short product life cycle of the workpiece, able to demonstrate highspeed cutting brought advantages. 7 高速切削加工的發(fā)展及需求 高速切削加工是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，擁有高效率、高精度及高表面質(zhì)量等特征。 高速切削加工是面向 21 世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分?？梢哉f，高速切削加工是一種不增加 設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)。 有關(guān)高速切削加工的含義，目前尚無統(tǒng)一的認(rèn)識，通常有如下幾種觀點(diǎn)：切削速度很高，通常認(rèn)為其速度超過普通切削的 510 倍；機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高，一般將主軸轉(zhuǎn)速在 1000020210r/min 以上定為高速切削；進(jìn)給速度很高，通常達(dá)1550m/min，最高可達(dá) 90m/min；對于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含義也不盡相同；切削過程中，刀刃的通過頻率 (Tooth Passing Frequency)接近于“機(jī)床－刀具－工件”系統(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率 (Dominant Natural Frequency)時(shí)，可認(rèn)為是高速切削。 1992 年，德國 Darmstadt 工業(yè)大學(xué)的 H. Schulz 教授在 CIRP 上提出了高速切削加工的概念及其涵蓋的范圍，如圖 1 所示。 高速切削加工對機(jī)床、刀具和切削工藝等方面都有一些 具體的要求。 現(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)高速切削加工，一般釆用高柔性的高速數(shù)控機(jī)床、加工中心，也有釆用專用的高速銑、鉆床。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的 8 區(qū)別是，“機(jī)床－刀具－工件”系統(tǒng)的動態(tài)特性對切削性能有更強(qiáng)的影響力。 在高速切削中，材料去除率 (Metal Removal Rate， MRR)，即單位時(shí)間內(nèi)材料被切除的體積，通常受限于“機(jī)床 刀具 工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振”?，F(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個(gè)很關(guān)鍵的因素在于對系統(tǒng)動態(tài)特性問題的掌握和處理能力。所謂 DN 值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。為了減輕軸承的重量，還釆用了 比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都釆用油氣混合潤滑方式。 在機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)方面，高速切削加工所用的進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)通常都為大導(dǎo)程、多頭高速滾珠絲槓，滾珠釆用小直徑氮化硅（ Si3N4）陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；釆用空心強(qiáng)冷技術(shù)來減少高速滾珠絲槓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲槓熱變形。由于直線電機(jī)沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進(jìn)給速度。直線電機(jī)的次極是一段一段連續(xù)鋪在機(jī)床的床身上。釆用高速絲槓或直線電機(jī)，能夠大大提高機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)。 2021 年舉世矚目的上海浦東磁懸浮列車工程中的磁浮軌道鋼梁加工，釆用沈陽機(jī)床控股有限公司集團(tuán)中捷 友誼公司廠生產(chǎn)的超長進(jìn)給系統(tǒng)高速大型加工中心 9 實(shí)現(xiàn)。其 X 軸的行程長達(dá) 30m，切削 25m 長的磁浮軌道鋼梁誤差小于 ，為磁懸浮列車工程的順利竣工提供了有力的技術(shù)保證。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要釆用小切深大進(jìn)給的加工方法。圓弧加工是釆用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時(shí)，必不可少的加工方法 。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼（ CBN）。聚晶金剛石（ PCD）刀具被稱之為 21 世紀(jì)的刀具，它特別適用于切削含有 SiO2 的鋁合金材料，而這種金屬材料重量輕、強(qiáng)度高，廣泛地應(yīng)用于汽車、摩托車發(fā)動機(jī)、電子裝置的殼體、底座等方面。釆用涂層技術(shù)能夠使切削刀具既價(jià)格低廉，又具有優(yōu)異性能，可有效降低加工成本。已作為商品正式投放巿場的兩面夾緊式工具系統(tǒng)主要有： HSK、 KM、 Bigplus、 NC AHO 等系統(tǒng)。因此，在選擇工具系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量選用平衡性能良好的產(chǎn)品。為了使刀具每齒進(jìn)給量基本保持不變，以保證零件的加工精度、表面質(zhì)量和刀具的耐用度，則進(jìn)給量也必須相應(yīng) 10 提高 10 倍左右，達(dá)到 60m/min 以上， 有的甚至高達(dá) 120m/min。由于高速切削的切削余量往往很小，所形成的切屑很薄很輕，把切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很快帶走；若釆用全新耐熱性更好的刀具材料和涂層，釆用干切削工藝也是高速切削加工的理想工藝方案。圖 2 為上汽集團(tuán)某發(fā)動機(jī)公司利用該生產(chǎn)線加工發(fā)動機(jī)機(jī)體、汽缸蓋、濾清器座等工件的實(shí)例。上汽集團(tuán)所屬各公司認(rèn)為：與過去的精加工相比，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高精度化；同時(shí)必須滿足表面粗糙度、彎曲度的精度要求，為此應(yīng)施以適當(dāng)?shù)氖止ぞ藜庸?，由于切削速度的極大提高，與過去的精加工工序相比，加工周期應(yīng)大幅度縮短。為此，對刀具提出了多功能的新要求，要求一種刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，以減少刀具的數(shù)量和庫存量，有利于管理和降低制造成本。與此同時(shí)，在批量生產(chǎn)線上，使用針對工藝需要開發(fā)的專用刀具、復(fù)合刀具或智能刀具，可以提高加工效率和精度，減少投資。 高速切削具有相當(dāng)多的好處，例如：有大量材料需要切除的工件，具有超細(xì)、薄結(jié)構(gòu)的工件，傳統(tǒng)上需要花相當(dāng)長的機(jī)動工時(shí)加工的工件以及設(shè)計(jì)變更快速、產(chǎn)品周期短的工件，均能顯示出高速切削所帶來的優(yōu)點(diǎn)