探讨切削论数控高速切削加工技术进展与运用学术

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

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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。随着经济的发展以及制造业的进步，这一理论逐渐被用于加工制造业当中，再经过多年的研究、发展与完善，目前状况下，已经形成了系统化较强、较为成熟的数控高速切削加工技术。对于高速切削技术来说，它具有一定的复杂性，结合了多项工艺与技术，主要有机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术等。

二、数控高速切削加工的优越性

当切削速度提高到一定程度时，既能减少加工工具的损耗，又能提高加工效率以及加工质量，这是数控高速加工的主要特点与优点。除此之外，较之于常规的切削加工，其优越性还体现在如下几个方面：①数控高速切削加工具有较小的切削力。在高速切削加工之中，通过对小切削量、高切削速度的切削方式进行有效的使用，能够使切削力较之于常规的切削发生一定程度上的降低，大约降低30%以上。这样一来，刀具磨损的减轻减小。同时又可以对加工系统的振动进行有效的控制，加工精度得到明显的提高。②材料的切除率高。在采用高速切削的前提之下，无论是切削速度还是跟进速度都得到了较大程度上的提高，而这样一来，在相同的时间内，材料的切除率也明显提高，进而促进了加工效率的提高。③工件的热变形小。在高速切削时，大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，因此加工表面的受热时间短，不会由于温升导致热变形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。④数控高速切削加工具有绿色环保性。由于在高速切削的条件之下工件的加工时间得到了一定程度上的缩短，进而促进了能源与设备利用率的提高，减少了污染与消耗。

三、数控高速切削技术的应用领域研究

从上文的论述中，我们已经知道数控高速切削技术较之于常规的切削具有较大的优越性，而正是它剧本的优越性与特点，使得它在加工制造领域有着广泛的应用空间。主要表现在如下几个方面：①一般情况下，如果采用传统的切削方法对薄壁类零件以及细长的工件，采用高速切削，切削力明显降低，热量被切削带走，这样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，有效提高了加工质量。②由于切削抗力小，刀具磨损减缓，高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料，可以研究采用数控高速切削技术来加工。③在汽车、模具、航天航空等制造领域，　一些整体构件需要比较大的材料切除率。由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高，　使得单位时间内的材料切除率大大提高。

四、实现数控高速切削加工的关键技术研究

①高速切削原理：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。除此之外，还有诸多软件、硬件设备等。
②高速切削刀具技术模块，由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素，切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。因此，高速切削加工的刀具系统必须具有良好的几何精度和高的装夹复定位精度，装夹钢度。高速运转时保持良好的平衡状态，尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所受到的离心力，满足高速切削的安全性要求，改进刀具的夹紧方式。

五、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势

在国外，如今，欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场，在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。而在国内，对其的研究逐渐深入，包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面，也取得了相当大的成就。然而，与国外工业发达国家相比，仍存在着较大的差距，基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求，数控高速切削技术应用研究任重道远。
六、结束语
随着经济的发展以及科学技术水平的进步，高速切削技术必然取得更深层次的进步以及更为广泛的应用，国内要加快研究，追上发达国家，促进我国加工制造业的繁荣。
参考文献：
H　.舒尔茨着，高速加工发展概况.王志刚译，机械制造与自动化[J].2002（1）
孙文诚.　高速切削加工模具的关键技术研究　[J].机械制造与自动化，2008（5）