高速切削加工技术在数控机床中的研究

合集下载

数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性分析

数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性分析数控机床作为一种高精度、高效率的加工设备，由于其独特的加工方式和多功能的控制系统，广泛应用于各个制造领域。

在数控机床的运行过程中，加工负荷和机床稳定性是至关重要的因素，它们直接影响到加工精度和机床的寿命。

因此，对于数控机床技术中的加工负荷与机床稳定性进行深入的分析与研究具有重要的理论和实际意义。

首先，我们来探讨加工负荷对数控机床的影响。

加工负荷可以分为切削力、主轴扭矩、切削热和振动等多个方面。

其中，切削力是指刀具在切削过程中对工件施加的力。

在数控机床加工过程中，切削力直接影响到加工中心的压力分布、变形和刚度等因素。

高切削力会导致机床变形增大，甚至会引起机床共振和损坏。

因此，在设计数控机床时，需要对切削力进行合理的估计和控制，采用适当的切削参数和切削工艺，以提高加工效率和保证加工质量。

其次，主轴扭矩是制约数控机床加工能力的重要因素。

主轴扭矩是指主轴在加工过程中所受到的扭矩力矩。

在高速切削加工中，主轴扭矩的大小直接影响到机床的转速和加工精度。

过大的主轴扭矩会导致机床的振动和变形，从而影响到加工质量和机床的寿命。

因此，在设计数控机床时，需要合理选择主轴扭矩和转速的匹配方式，并采取相应的措施，如轴承的选用和润滑方式的改善，以提高机床的稳定性和工作效率。

此外，切削热也是数控机床加工中的重要因素之一。

切削过程中，由于刀具与工件的摩擦和切削，会产生大量的热量。

切削热对机床的稳定性和加工质量有着重要的影响。

过高的切削温度会导致机床的膨胀和变形，从而降低加工精度；同时，高温还会对机床的润滑和冷却系统产生负面影响，进一步影响到机床的稳定性。

因此，在数控机床的设计和加工过程中，需要采取适当的冷却和润滑措施，以控制切削热的产生和分布，提高机床的稳定性和加工效率。

最后，机床的振动也是影响机床稳定性的重要因素。

振动会降低机床的刚度和动态特性，导致加工精度下降和损坏刀具。

数控机床在设计和制造过程中应该考虑降低振动的措施，例如优化机床结构、采用精密轴承和减振措施等。

试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究

试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究作者：吕雅妍来源：《中国新技术新产品》2013年第06期摘要：随着经济建设的不断进步，我国的工业生产也得到了快速的发展，在工业生产领域，数控高速切削技术的应用，提高了生产效率和质量，是我国生产技术进步的体现，并且相关的技术研究已经成为了工业领域研究的重点。

文中对于数控高速切削加工技术进行了系统的阐述，并且对其在研究方向上了进行了分析。

关键词：高速切削；关键技术；应用研究中图分类号：TG4 文献标识码：A1 数控高速切削加工的含义关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5-10倍即为高速切削。

也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。

还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积DN定义，如果DN值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。

生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。

一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。

2 数控高速切削加工的优越性高速切削由于在速度上要比传统的切削技术高，所以具有很多的优势，主要表现如下：第一，由于高速切削所采用的是小切削技术，所以在切削的过程中，对于轴承和刀具的所产生的振动要小很多，减少了对设备的磨损，同时因为振动幅度小，提高了加工的精度；第二，因为切削的速度提升了，所以提高了加工的效率；第三，由于切削速度快，所以在切削的过程中，在产生的热量还没有传递到工件上时，就已经被切削掉的切屑所带走，减少了对工件所产生的热变形，在物理角度讲，提升了表面加工的精度；第四，由于在高速切削中，进给量要小，所以在加工的过程中所产生的振动要小，这样对于工件表面的加工精度和粗糙度都有很大的提升；第五，由于高速切削的速度快，提高了生产效率，那么对于机械设备的磨损大大的降低，降低了生产能耗，并且减少了对切削液的使用，是一种非常环保的切削技术。

高速切削技术研究

高速切削技术研究第一部分高速切削技术的定义与特点 (2)第二部分高速切削刀具材料与磨损机理 (4)第三部分高速切削机床的选型与应用 (7)第四部分高速切削参数优化方法 (10)第五部分高速切削过程的热控制技术 (13)第六部分高速切削加工精度与表面质量 (15)第七部分高速切削在典型零件加工中的应用 (17)第八部分高速切削技术的发展趋势与挑战 (20)第一部分高速切削技术的定义与特点高速切削技术是一种先进的制造工艺，它通过使用高转速的刀具和优化的切削参数来提高材料去除率、加工精度和表面质量。

该技术的核心在于实现高效率、高质量和高精度的加工过程。

在高速切削过程中，刀具以极高的速度旋转（通常超过每分钟数千转），同时进给速度也相应提高。

这种高速旋转产生的离心力有助于减小切削力和切削热，从而延长刀具寿命并减少工件的热变形。

此外，由于切削力的降低，高速切削还可以减少振动，进一步提高加工精度。

高速切削技术的优势主要体现在以下几个方面：1.高效率：与传统切削相比，高速切削可以显著提高材料去除率，缩短加工时间。

研究表明，高速切削可以提高生产效率达 30%至50%。

2.高精度：高速切削过程中的低切削力可以减少工件的振动，从而提高加工精度。

此外，由于切削热的影响较小，工件的热变形也得到了控制。

3.高质量表面：高速切削产生的切削热较低，这有助于减少工件的烧伤和裂纹，从而获得更好的表面质量。

4.刀具寿命延长：高速切削可以降低切削力，减少刀具磨损，从而延长刀具的使用寿命。

5.节能减排：高速切削技术可以实现更高的材料去除率，从而减少能源消耗和碳排放。

然而，高速切削技术也存在一些挑战，如刀具成本较高、对机床性能要求较高等。

因此，在实际应用中，需要根据具体加工需求和技术条件，合理选择切削参数和刀具，以确保高速切削技术的有效性和经济性。

总之，高速切削技术作为一种先进的制造工艺，具有高效率、高精度、高质量表面等优势，但在实际应用中需充分考虑其成本和设备要求。

数控高速切削加工技术的发展与应用研究

试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究摘要：在当前社会发展过程中，人们对各个加工技术措施和加工效率要求不断的提高，这就要求加工企业在工作的过程中要不断的对加工设备进行更新，保证其能够符合当前社会发展的要求。

本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程,通过对其在生产过程中各种加工方式和加工措施进行分析，总结其在工作中的关键所在，为其日后发展中需要的技术和研究方向奠定基础依据。

关键词：高速切削;关键技术;应用研究数控高速切削技术是随着当前社会技术发展中逐步实现的发展技术措施，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一。

在当前社会技术日益发展与完善的过程中，各种相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向，更是当前社会日益进步中的主要趋势所在。

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，在加工企业生产和工作的过程中要利用各种技术手段保证其工作效率的提高，否则在新一轮国际产业结构调整中，使得其市场竞争力落后，造成在企业生产中的效益降低，因此在当前，研究各种先进的加工理论与加工工艺已成为当前不可避免的企业发展趋势。

1、数控高速切削加工的含义高速切削理论由德国物理学家在上世纪三十年代初提出的。

他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。

随着社会发展中，对制造业要求的不断提高，高速切削加工逐步的被应用在各个加工企业和加工生产当中，更是被诸多单位广泛的重视。

在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，使得其在生产的过程中能够有效的保证加工产品的质量和加工效益，是各个企业生产和加工过程中主要探索的目标和追求方向。

高速切削加工技术的探导

切削速度达到ｌ临界速度之前，切削温度和刀具解决：比如高速机床的动态、热态特性；刀具材系统、安全设施和加工环境等。磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达料、几何角度和耐用度问题，机床与刀具间的接４．高速主轴。．１１高速主轴是高速切削的首到普通切削速度的５６时，切削刃口的温度口技术（－倍刀具的动平衡、扭矩传输）冷却润滑液要条件，、对于不同的工件材料，前的切削速度目开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削的选择、Ａ／Ａ的程序后置处理问题、ＣＤＣＭ高速可达５１０／－０ｍｓ。主轴的转速与刀具的直径有加工时刀具轨迹的优化问题等等。高速切削在关，采用小直径球头铣刀时，主轴转速可达速度增大而减小。按照他的假设，在具有一定速度的高速区我国，刚刚起步，目前，尚未正式进入大学课堂。１００ｒｎ０００／。高速主轴单元包括动力源、ｍｉ主轴、进行切削加工，会有比较低的切削温度和比较按目前看，工业发达国家的航空、车、汽动轴承和机架四个主要部分，是高速切削机床的小的切削力，有可能用现有的刀具进行超高速力机械、模具、轴承、机床等行业首先受惠于该核心部件，在很大程度上决定了机床所能达到切削，从而大幅度减少切削时间，成倍地提高机项新技术，使上述行业的产品质量明显提高，成的切削速度、加工精度和应用范围。高速主轴单获得高速切削元的性能取决于主轴的设计方法、床的生产率，而且可以实现零件的高精度和高本大幅度降低，了市场竞争优势。材料、结构、表面质量。技术是未来切削加工的方向，也是时代发展的轴承、润滑冷却、动平衡、噪声等多项相关技术。产物。随着对主轴转速要求的不断提高，的齿轮、传统般来说，高速切削加工有以下几个方面皮带变速传动系统由于本身的振动、噪音等原的技术特点：因已不能适应要求，取而代之的是一种新颖的３高的主轴转速。对于高速加工的定义功能部件：．１电主轴，它将主轴电机与机床主轴合很难有统一的标准，００ｒｉ１００ｍｎ的转速通常就二为一，／实现了主轴电机与机床主轴的一体化。可以被认为是 “ 高速” 。事实上，在高速加工中，电主轴采用了电子传感器来控制温度，自带水主轴的转速一般在２００／ｎ以上。００ｒｍｉ图１切削温度与切削速度的关系冷或油冷循环系统，使主轴在高速旋转时保持３小的切削深度。高速加工的切穴深度恒温，一般可控制在２。２。围内某一设定．２２现代切削技术的概念Ｏ～５范．．～ｍｍ之间，特殊情况下切削深度温度，精度为± ．，０。同时使用油雾润滑、７混合陶所罗门原理出发点是用传统刀具进行高般在０３０６速度切削，从而提高生产率。到目前为止，其原也可小于０１ｍ．。小的切削深度可以降低切削瓷轴承等新技术，主轴免维护、ｍ使长寿命、高精理仍未被现代科学研究所证实。但这一原理的力，降低加工过程中产生的切削热，延长刀具的度。高速精密轴承是高速切削机床的核心，是决成功应该不只局限于此。高速切削技术是切削使用寿命。定高速主轴寿命和负载容量的最关键部件。最技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的３快的进给速度。高速加工钢件的进给高主轴转速受限于主轴轴承性能，提高主轴的．３ｍ／ｉ小ｎ根据高速轴承的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一速度在５ｍｍｎ以上。从加工方式上讲，的ｄ值是提高主轴转速的关键。致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，切削深度能够获得加工时更好的刀具长度直径不同，又可将高速主轴分为：滚珠轴承高速主不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加比，使得许多深度很大的零件也能完成加工，而轴、液体静压轴承高速主轴、空气静压轴承高速工参数。这里包含了高速软切削、高速硬切削、快的进给保证了足够的切削效率。主轴、磁浮轴承高速主轴。目前，高速切削铣床３４小的切削行距。高速加工所采用的刀上装备的主轴多数为滚珠轴承电动主轴。如图．高速湿切削和高速干切削等。事实上，高速切削技术是一个非常庞大而具路径的行距一般在０１．ｍｍ以下。一般来说，２所示，电动主轴由转子、轴承、外壳、电机组件复杂的系统工程，它涵盖了机床材料的研究及小的刀具轨迹行距总是可以降低在加工过程中子选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能的表面粗糙度，高加工表面质量，提从而可能免ＣＣ控制系统、Ｎ通讯系统，高速、高效冷却、高除后续的精加工工序。所有这些特点，了高速加工所能获得决定精度和大功率主轴系统。高精度快速进给系统，也即高速加工能达到效率高，加工高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结的加工效果，零件表面光洁，加工稳定以及零件无变构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，精度高，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的形，无表面变质层等性能指标，高速加工的这些床；高速主轴；高速进给系统；高速刀具

高速切削加工技术的研究及其推广应用

者的机理也不同。
２２现代高速切削技术的概念．
目前国内对高速加工、高速切削技术普遍存在一些观念误区。
其一，认为高速机床＝高速切削＝高速加工；二，为高速加工技其认术可适用于任何企业。这两种观点都失之于片面。高速加工的实现并不仅仅取决于机床主轴的回转速度和直线运动速度，而是与多种技术条件（如刀具直径、齿数、刃零件、表面状况等）。高速加工相关技术也并非适用于任何企业，其应用效益要视产品的技术附加值、加工技术要求、市场需求、企业的生产、理模式、管技术水平等各方
一
个假设，即同年申请了德国专利（ｃｉｅ『ｈｇＩＬｇｐｅｓＭａｈｎｈｉｈｃｔｎｅｄ）ｌｉｓ
的所罗门原理：被加ｌ材料都有一个临界切削速度ｖ，Ｔ在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的５６倍时，～切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。切削
塑性材料时，传统的加工方式为 “ 重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两
面具体情况而定。因此在企业技术改造中，切忌 “ 邯郸学步”，生搬硬套，不加分析地盲目引进、应用高速加工技术。
４结语
高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，同的加工方式，不不同的切削材料有着不同的高速切

高速数控切削技术的分析与研究

一一
．
。
ＡｎｌｓｎｓａｃｆｔｃｎｌｇｆＨｉｈ－ｐｅａｙｉａｄＲｅｅｒｈｏｓｈｅＴｅｈｏｏｙｏｇｓｅｄＮＣａｕａｔｒｎＭｎｆｃｕｉｇ
ＺＨＯＮＱｉｏ，Ｅｈ・ｈ，ＣＮＹｎ・ｕｎ，Ｇ－ｍａＷＩａｓａＨＥａｇｙａＲＯＮＸｉｇＳＧｎ
维普资讯
・
３・６
文章编号：０２— ８６２０）２— ０６— ３１０６８（０６００３０
高速数控切削技术的分析与研究
钟启茂，魏莎莎，陈养元，荣星
（集美大学工程技术学院，福建厦门３１２）６０１
能。
ＨＭ不应是简单意义上的高切削速度，应是用特定方Ｓ它法和生产设备进行加工的工艺。高速切削不一定就需要高转速主轴切削，许多高速切削应用是以中等转速主轴并采用大
尺寸刀具进行的。２１机床进给速度和进给加速度的提高．
Ｚ为铣刀的刃数；Ｖ为刀具的线速度，单位：ｍｒｎａａｒ／ｉ；ｄ为刀具的直径，单位：ｍｍ
的长度缩短为零，种传这
动方式也称为“ 接驱动” 直或“ 零传动” 式。（方如图
１两种方式各有利弊。采）用何种技术方式、给速进
１前言
计算机的迅速发展给数控产业带来了巨大的希望和前所
速度与主轴转速成正比。同时，高速加工不仅要有高的机床

数控机床中高速切削加工技术的应用分析

分类号：ＴＧ５０６
文献标识码：ｈ
文章编号：１６７１－７５９７（２０１３）２０－００１６－０１
位，对高速主轴的负载容量和寿命产生直接影响。因此，增强机床主轴结构性能可有效优化机床整体性能，提高生产率。所以在高速切削系统中，须配备能移动迅速、定位精确的进给系统。面对高性能进给系统，机床导轨及工作台结构面临更大的挑战。２．４数控高速切削工艺
产生的热及切削产生的力度的变化，导致刀具受到磨损，进而
影响工具加工表面。对高速切削运行原理进行深入研究，有助于切削用量选择趋于科学合理性，是工件加工的理论基础。
４高速切削加工技术对数控机床提出的新要求
过程中的稳定性，无法满足高速切削中零件Ｎｃ程序的要求。因
此，在高速切削过程中需人工编程来优化或补充自动编程，使
得高速切削价值下降。只有开发新的数据编程，让主轴功率与
切削数据相吻合，扩展高速切削的利用空间。
１数控高速切削加工的应用意义
数控高速切削加工，可明显提高切削加工的生产效率，提
术，在技术使用中，相应加工参数及参考实例相对匮乏。高速切削工艺参数优化是目前高速切削工艺应用的最大制约因素之

高速切削加工技术

高速切削的适用性
高速切削的适用性
高速加工作为一种新的技术，其优点是显而易见的，它给传统的金属切削理论带来了一种革命性的变化。那么，它是不是放之四海而皆准呢?显然不行。即便是在金属切削机床水平先进的瑞士、德国、日本、美国，对于这一崭新技术的研究也还处在不断的摸索研究当中。实际上，人们对高速切削的经验还很少，还有许多问题有待于解决：比如高速机床的动态、热态特性；刀具材料、几何角度和耐用度问题，机床与刀具间的接口技术（刀具的动平衡、扭矩传输）、冷却润滑液的选择、CAD/CAM 的程序后置处理问题、高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。
(1)CAM系统应具有很高的计算编程速度
高速加工中采用非常小的切给量与切深，故高速加工的NC程序比对传统数控加工程序要大得多，因而要求计算速度要快，要方便节约刀具轨迹编辑，优化编程的时间。
(2)全程自动防过切处理能力及自动刀柄干涉检查能力
高速加工以传统加工近10倍的切削速度进行加工，一旦发生过切对机床、产品和刀具将产生灾难性的后果，所以要求其CAM系统必须具有全程自动防过切处理的能力。高速加工的重要特征之一就是能够使用较小直径的刀具，加工模具的细节结构。系统能够自动提示最短夹持刀具长度，并自动进行刀具干涉检查。
如此看来，主轴转速为10～r/min这样的高速切削在实际应用时仍受到一些限制： (1)主轴转速10～r/min时，刀具必须采用 HSK 的刀柄，外加动平衡，刀具的长度不能超过120mm，直径不能超过16mm，且必须采用进口刀具。这样，在进行深的型腔加工时便受到限制。 (2)机床装备转速为10～r/min的电主轴时，其扭矩极小，通常只有十几个N·m，最高转速时只有5～6N·m。这样的高速切削，一般可用来进行石墨、铝合金、淬火材料的精加工等。 (3)MIKRON公司针对这些情况开发了一些主轴最高转速为r/min、r/min、r/min和r/min的机床，尽力提高进给量(～mm/min)，以保证机床既能进行粗加工，又能进行精加工，既省时效率又高。

高速切削刀具在数控加工中的应用

８％～１０％。
于１９３１年４月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，当到达某一速度极限后，切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后，高速切削技术的发展经历了以下４个阶段：高速切削的设想与理论探索阶段（１９３Ｉ —Ｉ９７１年），高速切削的应用探索阶段（１９７２ —１９７８年），高速切削实用阶段ｆ１９７９一一１９８４年），高速切削成熟阶段（２０世纪９０年代至今）。高速切削加工与常规的切Ｎ）］ａ－ｒｔＢ比具有以下优点：第一，生产效率提高３～１Ｏ倍。第二，切削力降低３０％以上，尤其是径向切削分力大幅度减少，特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的／］ＢＴ精度。第三．切削热９５％被切屑带走，特别适合加工容易热变形的零件。第四，高速切削时，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率，工作平稳振动较小，适合加工精密零件。高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一，不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设，完全不起作用。由于高速切削的切削速度快，而高速加工线速度主要受刀具限制，因为在目前机床所能达到的高速范围内，速度越高，刀具的磨损越快。因此，高速切削对刀具材料提出了更高的要求，除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外，还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。

高速切削刀具在数控加工中的应用

摘要：伴随着科技水准的持续提升，在先进的生产加工措施中高速切削措施在模具生产过程中得到了普及。本文主要介绍现代利用高速切削措施的现实情况，简单的讲述了高速切削措施的运用以及将来发展方向。关键词：高速切削刀具；数控加工；发展趋势；应用前景中图分类号：Ｆ４０文献标识码：Ａ
金属、陶瓷、玻璃、石墨等非金属材料最高速切削措施的运用中，要把硬质采用了超细晶粒的梯度硬质合金基体，配以氮碳２．２立方氮化硼刀具材料化钛中温化学涂层和细晶柱状化学涂层，和金刚石相比，ＣＢＮ是人工合成表面则采用消除表面应力的后处理工艺，材料。它的生产加工技术和金刚石差不能够提升硬质合金的使用能力，使其硬度多，其硬度仅次于金刚石而远高于其他材以及耐磨性能更高，能够普遍的在硬切削料。一样拥有高硬度、高稳固性、高化学中运用。实际上最佳的刀具原料不光能够稳定性等特点。现在普遍适用于钢质材耐磨、硬度高，还要拥有稳定的化学性能，料的切割。这种材质要达到氧化程度要良好的传热功能以及机械功能，这样才符１３６０ ℃ ，能够和钢铁材质的原料相容，并合高速切削措施对刀具的需求。切削过程且ＣＢＮ材质的刀具是固结体的结构，拥中，对稳定性要求较高的，就可以使用陶有高耐磨的性能。生产这种刀具要在持续瓷刀具，更能够达到切削设施的工作要求。高温进行加热的方式下掺人催化剂转变来降低切削的困难，直接受影响的就是其效的，它的稳定性比金刚石好。在生产制造率以及失误率。不过由于陶瓷刀具拥有强硬度原料的时候适合选择这种刀具。此刀抗断性，因此在续切工作中得到了普遍的具不光抗高温抗热抗磨，并且和铁相比，运用。其惰性很大。随着技术进步，能够代替达结语不到高速切削刀具标准的黑色金属，或者高速切削加工工艺的出现改变了以能够在高难度加工的材料中普遍使用。它往传式的切削模式，在很大程度上提高适合制作铁、高合金钢、高温合金或者表了工作效率，因为切割的速度比较快，传导性能比较优越，大大缩短了工作时面具有喷料的工件等。在发达国家汽车生产加工行业中就普遍使用立方氮化硼刀具间。同时它可以根据不同的施工工艺采切割铸铁。立方氮化硼刀具已经成为发达取不同切削方式。同时由于加工产生热国家汽车生产行业中各个生产流水线中普量的７０％～８０％都集中在切屑上，而切屑遍使用的刀具。的去除速度很快，传导到工件上的热量２－３陶瓷刀具大大减少，提高了加工精度。高速切削陶瓷刀具韧度不够、比钢刀翠，限加工是一种不增加设备数量而大幅度提制了其普遍使用，因为纳米氧化锆的出现，高加工效率所必不可少的技术，优点主和陶瓷刀具结合，为陶瓷刀具的普及增加要在于：提高生产效率；提高加工精度了动力。陶瓷刀具有高潜力的高速切削使和表面质量；降低切削阻力。高速切削用的工具，在加工制造业中有着美好远景，措施的研发以及运用转变了人们在以往已经受到各国关注。切削工作中的思想以及形式，在很大程２．４涂层刀具度上提升了制作速度以及制作品质。而以往的涂层刀具通过了从简单到繁且高速切削措施运用到模具制作中，转琐的加工技术过程。随着技术进步，涂层变了以往模具制作的生产程序。高速切刀具得到普遍应用。在发展起来的硬质涂削措施中使用的刀具是这项措施的重点，层刀具材料中，Ｔｉｎ措施作为一种新技术伴随着措施的持续改善，会推动模具的得到了普遍使用。金属陶瓷的硬度比陶瓷加工迈向一个全新的发展模式。原料的刀具差，但是比硬质合金的硬度强，参考文献水平方向的断裂强度比硬质合金小，但是［１】李良才．插齿刀前角对刀具耐用度及比陶瓷原料的刀具好，其化学性能稳固，齿形误差的影响Ｄ１．工具技术，２００２．具有强耐氧化性，拥有比较低的粘结性能，ｆ２１张林．刀具在数控加工中的应用『Ｚ１．以及比较高的刀刃强度。３高速切削刀具的具体应用情况硬质合金刀具具有硬度高、耐磨、

高速切削加工技术在数控机床中的应用

的水平比较。所列机床的主要性能指标都较普通机床大大提高，其到达额定的工作加速度一般都在（ — ５ｍｓ之间，６２）／：即达到ｇ（ｇ为重力加速度）数量级的加速度，具有高的动态特性。我国对高速加工机床技术也进行了较多的研究，近几年取
得了较大进展，同国外相比还有很大差距。但
ｐｌｔｎｒｕｅ，ｎｉｔｔｅｗｅｏｅｔｎｎｅｎｔａｏｐａｓｎａｌａａｐｉａｉｎａｅｉｔｄｃｄａｄｔｅｄｓｉｃｉｎｂｔｅｎｄｍｓｉａｄｉｔｒａｉｎｌｃｍｒｉｏ．ｓｗｅｌ，ｃｏｒｏｈｎｏｃｏｓ
中图分类号：Ｈ１，Ｇ８．１文献标识码：Ｔ６Ｔ５０６Ａ
１引言
随着人们环保意识的提高及加入世贸组织后发达国家针对我国设置的绿色壁垒，客观上要求机械产品在制造时尽可能少
地消耗能源和污染环境。而机械切削是机械制造中消耗能源和污染环境的最大来源，所以人们有针对性地提出了绿色切削（绿色制造）的概念。所谓绿色切削就是指消耗尽可能少的刀具材料、切削液、加工时间和电力，尽可能少地污染环境，达到某种来
维普资讯
第１期２２００７年１２月
文章编号：０１３９（０７１ — １５０１０ — ９７２０）２０５ — ２
机械设计与制造
ＭａｈｎｒＤｅｉｎｃｉｅｙｓｇ＆Ｍａｕａｔｒｎｆｃｕｅ一１５一５
３高速切削机床的基本要求

高速切削技术在数控加工中的应用

控制系统等一系列技术领域中的关键技术初步得到解决，已使得高速、超高速加工从理论研究进入到具体实施的阶段。
１４提高精度，减少工夹具成本．高速切削可加工淬硬零件（可达ＨＣ０，在一Ｒ６）
次装夹过程中可完成粗、半精及精加工工序，对
１３改善表面粗糙度．在保证生产效率的同时，可采用较小的进给
量，从而减小了加工表面的粗糙度值。又由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频
收稿日期：２１－１－６００２０作者简介：刘虹（９４一１６），女，副教授，本科，研究方向为数控技术。
务ｌ
勺化
高速切削技术在数控加工中的应用
Ｔｈａｐｐｌｅｉｃａｔｏｎｏｆｈｉ－ｐｅｉｇｈｓｅｄｃｕｔｉｅｃｈｎｏｔｎｇｔｏｌｇｅｎｔｉｈｅｎｕｍｅ￣ｃａｌｃｏｎｔｏｌｒｍａｃｎｉｇｈｉｎ
刘虹，周玉蓉
ＬＵｌＨｏｎｇ．ＺＨ０Ｕ．ｏｎｇＹｕｒ
（重庆工业职业技术学院，重庆４１２）０１０摘要：高速切削加工是数控加工发展的一个重要方向，本文阐述了高速切削加工的特点、分析了高速切削加Ｉ的关键技术（包括机床、刀具、工艺），介绍了高速切削加工的应用领域。文章编号：１０ — １４２１）（一１００９０３（０１２上）０１ — ３０
性，优良的吸振特性和隔热性能，快速可靠的Ｃ控制性能，可靠的安全防护等。ＮＣ

高速切削在数控加工中的应用

３高速切削加工理论基础和特点
高速切削加工速度范围一般主轴转速在６０ｒｎ以上可称为００／ｍｉ高速切削。切削参数中影响加工效率的主要因素：）１切削速度ｖ在切，削的三要素中是影响最大的因素：在一般状况下，ｓ高速钢）Ｈｓｆ刀具的Ｔ与ｖ的１Ｏ次方成反比．硬质合金刀具的Ｔ与ｖ的３到５次方成反比，低速切削与高速切削有所不同：）给量的影响次之：）２进３背吃刀量影响最小。高速铣削用量高速铣削加工用量的确定主要考虑加工效率、加工表面质量、刀具磨损以及加工成本。同刀具加工不同工件材不料时．加工用量会有很大差异．目前尚无完整的加工数据高速切削加工突出特点一是随切削速度增加．切削力降低二是随切削速度提高．切屑带走的热量愈多．给刀具和工件的热量愈少．传因此切削温度开始虽然升高很快，到一定速度后，但达逐渐缓慢，甚至升高很少。是随切削速度增加．工表面粗糙度有所减少加
科技信息
０机械与电子０
ＳＩＮＥ＆ＴＣＹＩＦＲＴＯ
２１年０２
第１期５
高速切削在数控加工中的应用
到、钊（西省电子工业学校陕西陕
机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工．在发达国家．它正成为切削加工的主流。高速切削技术不只是一项先进技术．它的发展和推广应用将带动整个制造业的进步和效益的提高。在国外．Ｏ纪３２世Ｏ年代德国Ｓｌｍｏａｏｎ博士提出高速切削理念以来．经半个世纪的探索和研究．随数控机床和刀具技术的进步．Ｏ８年代末和９０年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、、铁钢铸及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料．中加工铸铁和其铝合金最为普遍。高速切削的主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本。另一个目标是通过缩短生产时间和交货时间提高整体竞争力

高速切削技术在精密零件加工中的应用

小，提高了加工零件的精度。
例如：可将径向和轴向的切削深度减少到以前的切削深度的三分之一，并将主轴速度和进刀速度
高速加工随着刀具转速的增加，使得刀具与工增加到控制系统和刀具所允许的高速度。高速切削件、切屑摩擦力和挤压力的增加，从而使切屑与刀的处理方式给模具制造带来的好处主要体现在以下
高速切削不是靠单纯地提高主轴转速和进给速
用，是因为其相对传统加工具有显著的优越性。高速度来提高现有工艺的加工效率，而是彻底改变切削切削与传统切削工艺相比，最明显的是切屑的形成路径，降低刀具上所承受的轴向和径向切削力从而
过程发生变化，剪切面的减小和剪切角的增大，使得工件的塑性变形区域减少，工件的变形量也相应减形成更为有效的铣削方式。
具、工件与刀具接触面的温度增加，最明显的区域就在于切屑与前刀面的接触区域，这个区域的温度会
的需求大大推动了高速加工的应用。在飞机零件中，
有大量的薄壁零件，如翼肋、长桁、框等，由于它们具很高，甚至可以使加工材料达到熔融状态，而一旦这有很薄的壁和筋，因此在加工中，金属的被切除率很个区域呈现熔融状态，反而起到了润滑和减小摩擦
分析和研究，以期为精密零件加工工艺方案制定提
供相关参考对策。
图１刀具剪切角与工件塑性变形区变化对比

高速切削加工技术及应用

热，延长刀具的使用寿命。 ③ 快的进给速度。高速
约为０．４ｍｓ，而热量在钢中的传导速度约为
实现高速切削的数控机床，其主轴转速普遍都超过
了１２０００ｒ／ｍｉｎ，最高已达ｉ０００００ｒ／ａｉｒｎ；采用伺服电机直接驱动的进给轴，快移速度可达９０ｍ／ｍｉｎ，轴的进给加速度可达１０ｍ／ｓ；刀具交换时间已小：
４ｍｍ，则单刃的切削长度约为６．２ｍｍ，当主轴的
转速ｎ达到４２０００ｒ／ａｉｒｎ时（此时的切削速度约为１０００ｍ／ａｉｒｎ），切削时铣刀刀刃与３２件的接触时间
＝＝＝
高速加工技术是对传统切削理论和切削方式的变革和突破。基于高速加工技术的高速切削加工在
近年来得到迅速发展，由于其高的加工效率、高的加工质量，在生产中的应用引人瞩目。１高速切削加工的机理由于高速加３２技术和设备的长足进步，目前能
０．５Ｓ。
０．５ｍｍ／ｓ，因此，热量刚传到０．２ｍ深度时，刀具就
从工件中切出了（理论认为，切削热大量产生于刀具与工件接触面下约０．２ｕｍ处），即热量还来不及传到刀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 中，这说明当切削速度高到一定程度后，切削

切削技术在机床加工领域的发展趋势分析

切削技术在机床加工领域的发展趋势分析作者：李德伟张宁来源：《科技传播》2013年第08期摘要随着各领域经济的飞速发展，对于部件的加工的高速度，高精确度要求给机床切削加工带来了巨大的挑战，高速切削是现代切削技术的发展要求。

本文介绍了高速切削基本含义和优势性分析，讨论实现高速切削需要的机床条件以及高速切削的良好发展趋势。

关键词切削技术；机床；高速切削；发展趋势中图分类号 TH16 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0000-020 引言机床加工是加工制造业部件加工的主要方式，而切削加工是机床加工制造技术的一个基本工艺。

在数控机床加工技术发展的今天，切削的高速度、高精度和高给进是切削工艺在机床加工领域发展的重要趋势。

航天航空、汽车船舶、能源军事等社会各领域的机械和装备部件和模具的高精密度的需要对机床加工的切削技术提出了更高的要求，高速切削和高精密度的切削成为了切削技术在机床加工领域的发展趋势。

1 高速切削概述1.1 高速切削的概念高速切削的概念最早是由物理学家萨洛蒙提出的。

他通过切削试验得出结论，即：切削速度加快，切削温度相应提高。

但是当达到临界点的时候，切削速度加快，切削温度却开始下降。

高速切削的含义可从两个方面理解，一是在进行切削时主轴运转的高速性；另一个是进行切削时加工进给的高速性。

1.2 高速切削的优势性高速切削与普通的切削加工方法比较而言，具有明显的优势性：首先，因为切削和进给的速度都有了大幅度的提高，使得在一定时间内的材料切除率也相应的提高4～5倍，极大的提高加工效率。

其次，切削力大大低于普通切削，对于一些特殊要求的加工部件可实现高精密度的加工。

高速切削产生的热量散发性好，工件处于冷态加工状态，减少了工件的变形情况，对于耐热度差的零部件加工尤为适合。

同时减少了刀具的磨损，耐用度有所提高，延长了刀具的使用寿命，降低了加工成本，特别适用于加工薄板薄壁刚性低的零部件。

高速切削加工技术

在通用机械制造业中，高速切削加工技术广泛应用于机床、泵阀、压缩机和液压传动装置等产品的制造。
05
高速切削加工技术的发展趋势与挑战
高效稳定的高速切削技术
高效稳定的高速切削技术是未来发展的关键，需要不断提高切削速度和加工效率，同时保持加工过程的稳定性和可靠性。
高效稳定的切削技术还需要不断优化切削参数和刀具设计，以适应不同材料和加工需求的挑战。
高速切削工艺技术
切削参数选择
根据不同的加工材料和切削条件，选择合适的切削速度、进给速度和切削深度等参数，以实现高效
切削和高质量加工。
切削液使用
合理选用切削液，如乳化液、极压切削油等，以提高切削效率和工件表面质量，同时减少刀具磨
损和热量产生。
加工路径规划
采用合理的加工路径和顺序，以减少空行程和换刀次数，提高加
高效稳定的切削技术需要解决切削过程中的振动和热变形问题，提高加工精度和表面质量。
高性能刀具材料的研发
高性能刀具材料是实现高速切削的关键因素之一，需要具备高硬度、高强度、高耐磨性和良好的
抗热震性等特点。
研发新型高性能刀具材料，如超硬材料、陶瓷材料等，能够提高切削速度和加工效率，同时减少
刀具磨损和破损。
改善加工质量
01
高速切削加工技术能够减少切削力，降低切削热，从而减小了工件的热变形和残余应力，提高了加工精度和表面质量。
02
由于切削力减小，工件不易产生振动，减少了振纹和表面粗糙度，进一步提高了加工质量。
降低加工成本
高速切削加工技术能够显著提高加工效率，缩短了加工周期，从而降低了单件成本。
高速切削加工技术
目录
• 高速切削加工技术概述 • 高速切削加工技术的优势 • 高速切削加工的关键技术 • 高速切削加工的实践应用 • 高速切削加工技术的发展趋势与挑战 • 高速切削加工技术的未来展望

高端机床数控技术研究与应用

高端机床数控技术研究与应用一、引言随着制造业的不断发展，高端机床已成为制造业重要的装备之一，而数控技术的应用则成为机床制造的重要手段。

高端机床数控技术研究与应用，对提高机床制造质量、提升生产效率具有重要意义。

二、高端机床数控技术的研究进展高端机床数控技术研究是制造业的重要一环，掌握了数控技术可以提高机床制造的精度，提高生产效率。

针对高端机床的数控技术深入研究，国内外也做了很多工作。

1. 高速高精数控加工技术高速高精数控加工技术是目前高端机床数控技术研究的热点之一，它集高速加工、高精度加工、高效加工于一体。

它的研究主要包括高精度控制、高速切削理论、高速切削力学和高速切削数学模型等方面。

它已经成功地应用于航空航天、军工、汽车等领域。

2. 多轴联动控制技术多轴联动控制技术是目前数控技术的一个重要方面，它可以实现机床在多个坐标轴上的同时运动，从而提高机床制造的载荷能力和生产效率，提高机床的加工精度和加工质量。

3. 智能控制技术智能控制技术是机床数控技术发展的一个新阶段，它主要是利用计算机技术、传感器技术、人工智能等技术和软件开发技术，实现机床全自动化智能化控制，提高生产效率和制造质量。

三、高端机床数控技术的应用高端机床数控技术已经广泛应用于航空航天、军工、汽车、模具、医疗器械等制造领域。

1. 航空航天高端机床数控技术在航空航天领域的应用，可以提高航空航天零部件制造的精度和质量，满足航空航天领域对机床制造的极高要求。

2. 军工高端机床数控技术在军工领域的应用，可以提高军工装备精度和质量，提高军工制造的效率。

3. 汽车高端机床数控技术在汽车领域的应用，可以提高汽车零部件加工效率和制造质量，提高汽车制造的效率。

4. 模具数控技术在模具制造领域的应用，可以实现模具生产过程的全自动化控制，大大提高模具制造的生产效率和精度，同时也提高了模具制造的质量。

5. 医疗器械高端机床数控技术在医疗器械制造领域的应用，可以提升医疗器械的精度和制造质量，保证了医疗器械安全性和稳定性。

高速切削对数控编程的具体要求

高速切削对数控编程的具体要求
1. 切削参数要求，高速切削对数控编程要求合理选择切削速度、进给速度和切削深度等参数。

切削速度要保持在合适的范围内，以
确保切削效率和刀具寿命的平衡。

进给速度要根据材料的硬度、切
削力和刀具的性能等因素进行调整，以实现高效的切削。

切削深度
要根据工件的要求和刀具的稳定性来确定。

2. 刀具选择要求，高速切削要求选择合适的刀具。

刀具的材料、刃数、刃角、刃长等参数需要根据切削材料、切削条件和加工要求
进行选择。

高速切削一般需要使用硬质合金刀具或涂层刀具，以提
高切削速度和刀具寿命。

3. 编程技巧要求，高速切削对数控编程的要求包括合理的刀具
路径规划、平滑的切削轨迹和精确的切削参数控制。

刀具路径要避
免多余的刀具运动，减少空程时间，提高切削效率。

切削轨迹要尽
量平滑，避免急剧的变化和过大的加速度，以减少振动和刀具的应力。

切削参数的控制要准确，包括切削速度、进给速度、切削深度、切削角度等，以保证加工质量和刀具寿命。

4. 程序调试要求，高速切削对数控编程的程序调试要求严格。

需要对程序进行充分的模拟和验证，确保刀具路径和切削参数的准确性。

同时，还需要进行切削试验和切削力的监测，以调整和优化切削参数，提高切削效率和加工质量。

综上所述，高速切削对数控编程的具体要求包括合理选择切削参数、选择合适的刀具、掌握编程技巧和进行程序调试等方面。

这些要求的达成可以提高加工效率、降低成本和提高产品质量。