数控技术的发展及高速切削工艺
数控机床的发展历程和趋势
现代数控机床的应用领域拓展
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航空航天领域
用于加工飞机和航天器的复杂 零部件，如发动机叶片、机翼
等。
汽车制造领域
用于加工汽车零部件，如发动 机缸体、曲轴等。
模具制造领域
用于加工各种模具零部件，如 注塑模、压铸模等。
医疗器械领域
用于加工各种医疗器械零部件 ，如人工关节、牙科种植体等
高精度直线导轨和滚珠丝 杠
高精度直线导轨和滚珠丝杠的 应用提高了数控机床的定位精 度和重复定位精度，进一步提 升了加工质量。
智能化技术
中期发展阶段开始引入智能化 技术，如自适应控制、模糊控 制等，使数控机床能够根据不 同的加工条件自动调整参数， 提高加工过程的稳定性和效率 。
中期发展的主要应用领域
高速发展阶段
21世纪初，中国数控机床 产业进入高速发展阶段， 技术水平不断提高，产品 种类日益丰富。
中国数控机床的产业现状
产业规模
中国数控机床产业规模不断扩大， 已经成为全球最大的数控机床生 产国之一。
技术水平
中国数控机床的技术水平不断提高， 已经具备了国际竞争力。
产品种类
中国数控机床的产品种类日益丰富， 涵盖了各种加工中心、数控车床、 数控铣床等。
新兴领域应用 数控机床在新兴领域如新能源、 新材料、生物医药等领域的应用 不断拓展，为数控机床的发展提 供了新的机遇。
技术创新驱动 数控机床技术的不断创新和发展， 将推动其在高效、高精度、智能 化等方面取得更大突破。
如何应对数控机床发展的挑战和机遇
加强技术研发和创新
企业应加大技术研发和创新投入，提升 数控机床的技术水平和核心竞争力。
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。
高速切削及其关键技术
高速切削及其关键技术摘要自20世纪30年代德国 Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以来，经过50年代的机理与可行性研究，70年代的工艺技术研究，80年代全面系统的高速切削技术研究，到90年代初,高速切削技术开始进入实用化，到90年代后期，商品化高速切削机床大量涌现，21世纪初,高速切削技术在工业发达国家得到普遍应用,正成为切削加工的主流技术。
根据1992年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告的定义，高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5－10倍的切削加工。
因此，根据加工材料的不同和加工方式的不同,高速切削的切削速度范围也不同.高速切削包括高速铣削、高速车削、高速钻孔与高速车铣等，但绝大部分应用是高速铣削.目前，加工铝合金已达到2000－7500m/min；钛合金达150－1000m/min;纤维增强塑料为2000－9000m/min。
高速切削是一项系统技术,企业必须根据产品的材料和结构特点，购置合适的高速切削机床,选择合适的切削刀具，采用最佳的切削工艺，以达到理想的高速加工效果。
高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术,必须将高性能的高速切削机床、与工件材料相适应的刀具和对于具体加工对象最佳的加工工艺技术相结合,充分发挥高速切削技术的优势。
高速切削技术已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。
本文分析了高速切削技术的特点,研究了高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术,介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用.关键词：高速切削 ;机床；刀具 ;切削工艺一.引言机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。
在机械加工技术中,切削加工是应用最广泛的加工方法。
近年来，高速切削技术蓬勃发展,已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
在数控机床出现以前,用于工件上下料、测量、换刀和调整机床等的辅助时间超过工件加工总工时的70％；以数控机床为基础的柔性制造技术的发展和应用,大大降低了工件加工的辅助时间，切削所占时间比例越来越大。
先进制造工艺--高速切削技术
第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。
高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。
例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。
高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10倍）加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。
60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。
高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。
为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。
但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。
高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。
汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。
新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。
所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。
图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。
探析数控高速加工技术综述
探析数控高速加工技术综述数控高速加工技术是一种高效的加工方法，在制造业中得到了广泛应用。
其主要优点是可以提高加工精度和效率，降低加工成本。
本文将探析数控高速加工技术的相关概念、应用、发展以及存在的问题。
一、概述数控高速加工技术是指采用数控加工设备，结合高速切削工具，进行高速、高效、高精度的自动化加工过程。
相对于传统的机械加工方法，数控高速加工技术不仅可以提高加工精度，而且可以缩短加工周期，降低成本，提高生产效率和竞争力，具有重要的应用价值和发展前景。
其主要应用于航空航天、汽车、模具、光学、医疗等领域。
二、应用数控高速加工技术的应用范围很广，主要包括以下几个方面：1.航空航天航空航天是数控高速加工技术应用的主要领域之一。
在制造飞机部件时，数控高速加工技术可以快速地完成复杂曲面的加工，提高加工精度和表面质量，保证飞机部件的质量和性能。
2.汽车制造在汽车制造行业，数控高速加工技术主要应用于汽车发动机的制造和零部件加工，以及其他大型机械设备的加工和维修。
利用数控高速加工技术，可以提高汽车发动机的工作效率和稳定性，降低噪音和污染，保证汽车的安全性和质量。
3.光学制造在光学行业，数控高速加工技术主要应用于光学元件的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以制造出高精度、高稳定性的光学元件，提高光学设备的精度和性能，满足不同领域的应用需求。
4.医疗制造在医疗行业，数控高速加工技术主要应用于人工骨、植入物等医疗设备的制造和加工。
利用数控高速加工技术，可以使医疗设备更加精确地适应不同的人体部位和病情，提高医疗治疗的效率和安全性。
三、发展趋势随着科技的不断发展和制造业的升级换代，数控高速加工技术也在不断地发展和完善。
未来数控高速加工技术的发展可能会朝着以下几个方向发展：1.高速切削目前数控高速加工技术的切削速度一般在500 m/min以上，但是随着材料的不断进步和加工工具的不断改进，未来数控高速加工技术的切削速度可能会更快，达到1 000 m/min以上。
数控机床中高速切削加工技术的应用分析
文 献标识 码 ： ｈ
文章编 号 ： １ ６ ７ １ － ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３ ）２ ０ － ０ ０ １ ６ － ０ １
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 Ｎ ｃ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
试论数控高速切削加工技术的发展与应用研究
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
高 新 技 术
试论 数控 高速切 削加工 技术 的发展 与应用研究
吕雅 妍
（ 哈 尔滨空调股份有 限公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ７ ８ ）
关键 词 ： 高速切 削 ； 关键 技术 ； 应 用研 究 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ ４ 文献标 识码 ： Ａ
１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 — １ Ｏ 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 ８ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 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 Ｄ Ｎ定 义， 如果 Ｄ Ｎ值达到 （ ５ － ２ ０ ０ ０ ） ｘ ｌ ０ ５ ｍ ｍ ． ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 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 。 般 认为 车削速度 达到 （ ７ ０ ０ ～ ７ ０ ０ ０ ） ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 铣 削 的速 度 达 到（ ３ ０ ０ － ６ ０ ０ ０ ） ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 即认 为
一
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ｊ， 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， 南于高速切 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 。 ３数控高速切削技术的应用领域研究 鉴 于以上所述高速切削加 工的特点 ， 使 该 技术在 传统 加工薄 弱 的领域有 着 巨大应 用 潜力 。首先 ， 对于薄壁 类零件 和细长的工 件， 采 用高速切削 ， 切 削力显着 降低 ， 热量被 切屑带走 ， 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 ， 大大 提高了加工质量 。 其次 ， 甫于切 由表 １ 、 ２ 显示 出 ， 架棚支护 单位工程造
先进制造技术 第2章 高速切削技术2-1
萨洛蒙在l924一1931年间，进行了一系列的高速切削实验： 在非黑色金属材料，如铝、铜和青铜上，用特大直径的刀 盘进行锯切，最高实验的切削速度曾达到14000m／min， 在各种进给速度下，使用了多达20齿的螺旋铣刀。l931年 申请了“超极限速度”专利，随后卖给了“Krupp钢与工 具制造厂”。 萨洛蒙和他的研究室实际上完成了大部分有色金属的切削 试验研究，并且推断出铸铁材料和钢材的相关曲线。 萨洛蒙理论提出了一个描述切削条件的区域或者是范围， 在这个区域内是不能进行切削的。萨洛蒙没有提出可靠的 理论解释，而且他的许多实验细节也没有人知道。
刀具磨损曲线
三、高速切削切屑形成
高速切削试验表明，工件材料及 性能对切屑形态 有决定性影响。
低硬度和高热物理性能的工件材料（铝合金、低碳钢、未 淬硬钢等）易形成连续带状切屑。 高硬度和低热物理性能的工件材料（钛合金钢、未淬硬钢 等）易形成锯齿状切屑。
切削速度对切屑形态有重要影响。对钛合金，在 （1.5~4800)m/min的切削速度范围内形成锯齿状 切屑，随切削速度的增加，锯齿程度（锯齿的齿 距）在增加，直至成为分离的单元切屑。
不同切削速度下车削45钢件的切削形态。
一方面，切削速度增加，应变速度加大，导致脆 性增加，易于形成锯齿状切屑；另一方面，切削 速度增加，切屑温度增加，导致脆性降低，不易 形成锯齿状切屑；
绝热剪切理论（Adiabatic Shear Theory) 周期脆性断裂理论（Periodic brittle fracture theoty）
萨洛蒙（Salomon）曲线
1600
切削温度/℃
钢
1200
青铜
铸铁 硬质合金980℃ Stelite合金850℃ 高速钢650℃ 碳素工具钢450℃
数控高速切削加工技术的发展与应用研究
摘 要 ： 文系统 介绍 了数 控高速切 削加工的基 础理论及 发 展 过程 ， 本 分析 了高速 ｋ － 的优 点和应峒 领域 ， Ｙ － － 总结了发 展 数控 高速切 削加 工需要 的关键
技 术和研 究方向。
关 键词 ： 高速切 削 关键 技 术 应 用研 究 中图分 类号： ＴＧ５ ６ 文献 标ｉ．５ Ａ ０ Ｐ ： 文章编 号： ０ ７ ９ １ （ ０ １ ０ —０ ０ —０ ￣ １０— ４４ ２１） ６ ０７ ２ ，
数 控 高 速 切 削 技 术 （ ｉ ｐｅ ａ ｈ ｉｇ Ｓ Ｈｇ Ｓ ｅｄＭ ｃ ｉ ｎ ， Ｍ，或 Ｈｇ ｐｅ 切 削 加 工 的 生产 率 ，和 常 规 切 削 相 比还 具 有 一 些 明 显 的 优 越 性 ： ｈ ｎ Ｈ ｉ Ｓ ｅｄ ｈ Ｃ ｔｎ， Ｃ ，是提 高加工效 率和加工质量 的先进制造技术之 ， ｕｔ ｇ ｉ ＨＳ ） 第 一 、切 削 力 小 ： 在 高 速铣 削 加 工 中， 用 小 切 削 量 、高 切 削 速 采 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 度 的切削形 式， 使切削力 比常规 切削 降ｔ ３ ％ 以 Ｅ，尤 其是 主轴 ￣０ 向 。我 国是 制 造 大 国 ，在 世 界 产 业 转 移 中 要尽 量 接 受 前 端 而 是 轴 承 、刀具 、工件受到的径 向切 削力大幅度减少。既减轻刀具磨 后 端 的转 移 ， 即要 掌 握先 进 制 造 核 心 技 术 ，否 则 在 新 一 轮 国 际 产 损 ，又有 效控 制 了加： 【系统 的振动 ，有 利于提 高加工 精度 。第 业 结 构 调 整 中 ，我 国 制造 业 将 进 一 步 落后 。研 究先 进 技 术 的理 论 二 、材料切除率高： 采用 高速切 削 ，切 削速度和进给速度都大幅度 和应用迫在眉睫 。 提 高 ，相 同 时 间 内的 材 料 切 除率 也 相 应 大 大 提 高 。 从 而 大 大 提 高
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。
数控加工技术的发展方向
4) 高一体化
CNC系统与加工过程作为一个整体，实现机电光 声综合控制，测量造型、加工一体化，加工、实时检 测与修正一体化，机床主机设计与数控系统设计一体 化。 5) 网络化 实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足 FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)对基 层设备的要求。配置网络接口，通过Internet可实现远 程监视和控制加工，进行远程检测和诊断，使维修变 得简单。建立分布式网络化制造系统，可便于形成 “全球制造”。
代变得非常容易。充分利用现有PC机的软硬件资源，
使远程控制、远程检测诊断能够得以实现。
我国早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史 原因，一直没有取得实质性成果。20世纪70年代初期， 曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件， 性能不稳定，可靠性差。1980年北京机床研究所引进 日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引 进美国GE公司的MTC－1数控系统，辽宁精密仪器厂 引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。在引 进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研 究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统， 航天部706所研制出MNC864数控系统。“八五”期间 国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的 “数控技术攻关”，从而为数控技术产业化建立了基 础。20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PCNC的HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我 国数控机床在国际上的竞争力度。
数控加工技术的发展
1．数控加工技术的发展历程 1949年美国Parson公司与麻省理工学院开始合作， 历时三年研制出能进行三轴控制的数控铣床样机，取名 “Numerical Control”。
1953年麻省理工学院开发出只需确定零件轮廓、指
高速切削(HSM)技术
高速切削(HSM)技术
一、高速切削的原始定义 1931年，德国切削物理学家萨洛蒙博士提出了一个假设，即同年申请 了德国专利（Machine with high cutting speeds）的所罗门原理：被加 工材料都有一个临界切削速度V0，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 5～6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，两者的机理也不同。
4、高速切削的CAM系统软件 高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了要有高速切削机床和高速切 削刀具，具有合适的CAM编程软件也是至关重要的。一个优秀的高速加工 CAM编程系统应具有很高的计算速度，较强的插补功能，全程自动过切检查及 处理能力，自动刀柄与夹具干涉检查、绕避功能，进给率优化处理功能，待加 工轨迹监控功能，刀具轨迹编辑优化功能，加工残余分析功能等等。数控编程 可分为几何设计（CAD）和工艺安排（CAM），在使用CAM系统进行高速加 工数控编程时，除刀具和加工参数根据具体情况选择外，加工方法的选择和采 用的编程策略就成为了关键。一名出色的使用CAD/CAM工作站的编程工程师 应该同时也是一名合格的设计与工艺师，他应对零件的几何结构有一个正确的 理解，具备对于理想工序安排以及合理刀具轨迹设计的知识和概念。首先要注 意加工方法的安全性和有效性；其次要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳，这 会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命；最后要尽量使刀具载荷均匀， 这会直接影响刀具的寿命。 另外，在国内外众多的CAD/CAM软件中并不是都适用于高速切削数控编 程。这其中比较成熟适用于高速加工编程的有：英国DelCAM公司的PowerMill 软件模块，日本Makino公司的FFCUT软件（其FF加工模块已集成到美国UGS公 司的CAM软件中），以色列的Cimatron软件，美国PTC公司的Pro/ENGINEER 软件，国内北航海尔华正软件有限公司的CAXA-ME软件等。
切削加工的趋势
切削加工的趋势切削加工是一种制造工艺，通过使用刀具将材料从工件上切削、切割、刨削、铣削、打磨等，以达到制造高精度零件的目的。
随着科技的不断发展和经济的增长，切削加工也不断发生变化，并出现了一些新的趋势和发展方向。
在下面的回答中，我将总结几个当前切削加工的趋势。
1. 自动化和数字化随着计算机技术的不断发展，自动化和数字化成为制造业的重要趋势，切削加工也不例外。
自动化能够提高生产效率、降低人力成本，并能够实现无人化生产。
数字化技术可以实现切削过程的实时监测和优化，提高切削效率和精度。
例如，数控切削机床可以通过预设加工程序，自动完成多种复杂形状的切削作业。
在切削过程中，传感器可以实时监测刀具磨损情况、工件的尺寸和表面质量等，然后通过反馈调整切削参数，以保持切削质量的稳定和一致。
2. 高速切削高速切削是指在高转速下进行切削加工。
相较于传统的低速切削，高速切削具有更高的生产效率和更好的加工质量。
这是因为高速切削可以减少刀具磨损和热变形，并可以降低切削力和切削温度。
为了实现高速切削，需要使用高刚性和高精度的切削工具和切削机床，并需采取适当的冷却和润滑措施。
同时，需经过充分的工艺研究和刀具优化，以确保切削过程的稳定性和安全性。
3. 精密与微加工随着电子、通信和医疗器械等领域的快速发展，对零件精度和尺寸的要求也越来越高。
因此，精密和微加工成为切削加工的一个重要趋势。
精密切削加工可以实现更高的几何形状和表面质量要求，例如使用高精度的数控切削机床和刀具，尽可能减少切削力和振动。
同时，精密切削加工还需要采用高级的切削液和冷却系统，以控制和降低切削温度，并确保零件的尺寸和表面质量。
微加工是指加工微小尺寸的零件，通常具有亚毫米或微米级的尺寸和特征。
微加工的关键是精密和稳定的切削工艺，以及特殊的切削工具和切削机床。
例如，微铣削、微打磨和微铣削技术已经得到广泛应用，适用于制造光学器件、微机械系统和生物传感器等。
4. 绿色和可持续发展在面对全球环境问题和能源危机的背景下，绿色和可持续发展已经成为全球关注的焦点。
高速高效切削加工技术的现状及发展趋势
高速高效切削加工技术的现状及发展趋势一、前言目前，我国已成为世界飞机零部件的重要转包生产国，波音、麦道、空客等世界著名飞机制造公司都在我国转包生产从尾翼、机身、舱门到发动机等各种零部件，这些飞机零部件的加工生产必须采用先进的加工装备和加工工艺。
为此，国内各飞机制造公司均进行了大规模的技术改造，引进了大量国外先进的加工装备，使我国的飞机制造业设备的数控化率越来越高。
与此同时，大量高速、高效、柔性、复合、环保的国外切削加工新技术不断涌现，使切削加工技术发生了根本的变化。
刀具在航空航天加工领域的应用技术进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新阶段。
与此形成鲜明对比的是，我国的装备制造业和以制造业为主要服务对象的传统的工具工业却无法满足航空航天工业对现代制造装备和先进加工工艺的要求。
下面结合我国航空航天工业加工技术的现状及发展趋势，着重介绍我国高效、高速切削刀具的生产应用情况，对我国工具工业的发展现状和存在的问题提出自己的看法。
二、航空航天工业加工技术的现状及发展趋势1.航空结构件材料的发展趋势及其特点①以整体件为代表的铝合金结构件为了提高零件的可靠性、降低成本和减轻重量，传统的铆接结构逐步被整体薄壁的机加工结构件所代替。
这类零件由于大部分是用整体实心铝合金材料制成的薄壁、细筋结构件，70%～95%的材料要在加工中去除掉，而高速切削产生的热量少、切削力小、零件变形小，因此提高生产效率的唯一途径是采用四轴或五轴联动机床进行高速铣削加工。
②以钛基和镍基合金零件为代表的难切削材料零件由于钛（镍）合金具有比强度高、热强度好、化学活性大等特点，目前飞机发动机重要部件采用钛基和镍基合金材料的逐渐增多。
采用高速切削后，其切削速度可提高到100m/min以上，为常规切削速度的10倍。
这类材料的加工特点是：切削力大、切削温度高、加工硬化和粘刀现象严重、刀具易磨损。
③以碳纤维复合材料零件为代表的复合材料结构件复合材料现已成为新一代飞机机体结构主要材料之一，如飞机上的大型整体成形的翼面壁板、带纵墙的整体下翼面等。
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
数控技术的概念
数控技术的概念一、引言数控技术是现代制造业中的关键技术之一，它通过计算机数值控制机床或其他加工设备的运动轨迹和加工参数，实现对零件的精密加工和生产自动化。
随着科技的不断进步和人们对质量和效率要求的提高，数控技术在各个领域得到了广泛应用。
二、数控技术的发展历程1. 早期阶段20世纪50年代初期，美国麻省理工学院开发出了第一台数控机床，标志着数控技术的诞生。
此后，欧美等发达国家相继开展了相关研究，并开始应用于军事、航空航天等领域。
2. 中期阶段20世纪70年代至80年代初期，随着计算机技术和电子技术的迅速发展，数控技术得到了进一步发展。
出现了多轴联动、高速切削等新型数控系统，并开始应用于汽车、船舶、模具等行业。
3. 现代阶段20世纪90年代以来，随着信息技术和网络通信技术的快速发展，数控技术进入了一个全新的发展阶段。
出现了基于云计算、物联网等新技术的智能制造和数字化工厂，数控技术在生产自动化、智能化和柔性化方面得到了广泛应用。
三、数控技术的主要特点1. 精度高数控机床通过计算机程序精确控制加工过程，可以实现高精度的加工，满足复杂零件加工的要求。
2. 生产效率高数控机床具有自动化程度高、操作简便等优点，可以大大提高生产效率和生产质量。
3. 加工范围广数控机床不仅可以加工传统的金属材料，还可以加工非金属材料如陶瓷、塑料等。
4. 制造成本低相对于传统机床而言，数控机床具有更高的生产效率和更低的人力成本，从而降低制造成本。
四、数控技术在各行业中的应用1. 机械制造业数控技术在机械制造业中得到了广泛应用，包括航空航天、汽车、模具等行业。
数控机床可以加工各种复杂的零件，提高生产效率和质量。
2. 电子制造业数控技术在电子制造业中也有广泛应用，如印刷电路板、手机外壳等的加工。
数控机床可以实现高精度、高速度的加工，满足电子产品对零件精度和质量的要求。
3. 医疗器械制造业数控技术在医疗器械制造业中也有应用，如人工关节、牙科种植等产品的制造。
数控机床发展史
数控机床发展史一、引言数控机床是指通过计算机控制系统，实现机床的自动化加工操作的一种高精度、高效率的机床。
它的出现彻底改变了传统机床的加工方式，极大地提高了加工精度和生产效率。
本文将从数控机床的发展历程、关键技术和应用领域等方面介绍数控机床的发展史。
二、数控机床的发展历程数控机床的发展可以追溯到20世纪40年代，当时以美国为代表的工业发达国家开始研究数控技术。
1947年，美国麻省理工学院的数学家维茨尔（W.H.Witzel）提出了数控机床的概念，并设计出第一台数控铣床。
此后，数控技术得到了迅速发展，出现了一系列划时代的技术突破。
1952年，美国麻省理工学院的尤金·W·伯里（Eugene W.Berry）教授成功开发出世界上第一台数控车床。
此后，数控机床开始广泛应用于航空航天、军工、汽车等领域，并逐渐取代了传统机床。
1960年代，计算机技术的飞速发展为数控机床的进一步发展提供了坚实的基础。
计算机数控（CNC）系统的出现，使得数控机床的编程更加灵活方便，加工精度也得到了大幅提高。
此后，数控机床的发展进入了一个新的阶段。
1980年代，随着微电子技术和信息技术的不断进步，数控机床的性能得到了大幅提升。
高速切削技术、高精度测量技术等先进技术的应用，使得数控机床在加工效率和加工精度上达到了前所未有的水平。
到了21世纪，数控机床的发展进入了智能化阶段。
人工智能、云计算、大数据等技术的应用，使得数控机床具备了更高的自动化程度和智能化水平。
现如今，数控机床已经成为工业制造中不可或缺的设备。
三、数控机床的关键技术数控机床的发展离不开一系列关键技术的突破。
首先是数控系统技术，包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，数控系统需要具备高性能的计算机、精密的运动控制装置和灵敏的传感器等。
软件方面，数控系统需要具备强大的编程和控制功能，能够实现复杂的加工操作。
其次是伺服控制技术，伺服系统是数控机床实现高精度加工的关键。
数控加工工艺学第8章高速切削工艺
冷却润滑优化
采用高效冷却润滑剂，减少切削热和 摩擦，降低刀具磨损和工件热变形。
高速切削的实践案例
1 2
航空制造领域
在航空制造领域，高速切削技术广泛应用于加工 飞机零部件，如发动机叶片和机身结构件等。
数控加工工艺学第8章高速切削工 艺
目录
• 高速切削工艺概述 • 高速切削的原理与技术 • 高速切削的材料与刀具 • 高速切削的机床与设备 • 高速切削的工艺优化与实践
01 高速切削工艺概述
高速切削的定义与特点
高速切削定义
高速切削是一种在极短时间内完 成高精度加工的方法，通过高转 速和高进给速度实现高效加工。
钟）。
根据布局形式
高速切削机床可分为立式机床、 卧式机床、龙门式机床等。
根据功能
高速切削机床可分为铣削机床、 车削机床、钻孔机床等。
高速切削机床的应用
难加工材料
01
高速切削机床适用于加工各种难加工材料，如高硬度、高强度、
高耐磨性的材料。
薄壁件和细长件
02
高速切削机床能够快速去除材料，减少工件变形，适用于加工
根据切削速度、进给量等 参数选择合适的刀具材料。
根据加工要求选择
根据加工精度、表面质量 等要求选择合适的刀具材 料。
04 高速切削的机床与设备
高速切削机床的特点
高转速
高速切削机床的主轴转速非常高，通常在10,000100,000转/分钟之间，甚至更高。
大功率
高速切削机床需要大功率来提供高切削速度和高进给速 度。
ABCD
高动态性能
高速切削机床的动态性能优异，能够快速响应加减速， 确保加工过程的稳定性和精度。
高速切削加工技术的现状和发展
高速切削技术发展现状一、概述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。
50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10µm到0.1µm。
干(准)切削日益广泛应用。
随切削速度提高，切削力降低大致为25～30%以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。
数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。
它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。
因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。
金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的带动下，进入了“数控刀具”的发展阶段，显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。
显而易见，在21世纪初，尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。
从当前制造业发展的趋势中可以看到，制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。
当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的生命力，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。
因此，发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。
当代的高速切削不是切削速度的少量提高，是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上，包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步，才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
概述
2.高速加工于80年代进了一个高速发展时期，90年代 在制造业广泛应用。它是 一种先进的金属切削加工技术， 对于复杂形状和难加工材料及高硬度材料减少加工工序， 最大限度地实现产品的高精度和高质量,从而大大的提高 切削效率和加工质量，又称为高性能加工。多用于铣削加 工。高速加工由航空工业和模具工业的需求而推动的。 现在美国和日本大约有30%的公司已经使用高速加 工，在德国这个比例高于40%。在飞机制造业，高速铣已 经普遍用于飞机零件的加工。
经自动化工厂“通信网络”连接的各个子系 统，可构成一个有机联系的整体，即自动化工厂。 计算机集成制造反映了制造系统的这一新发展。计 算机集成制造系统则是技术上的具体实现，他能为 现代制造企业追求在激烈变化中、动态市场条件下， 具有快速灵活响应的竞争优势提供所要求的战略性 系统技术 计算机集成制造系统的发展可以实现整个机械 制造厂的全盘自动化，成为自动化工或无人化工厂， 是自动化制造技术的发展方向。
CAD、CAE、CAPP、CAM等
DNC、CNC、车间生产计划、作业 调度、刀具管理、质量检测与控制、 装配、自动化仓库、FMC/FMS等 市场预测、物料需求计划、生产计 算、成本核算及销售等
存储运输模块的主要功能有仓库管 理、自动搬运等。
8
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
CIMS集成的三个阶段：
相关名词:
数 控 技 术 的 发 展
●CNC与CAD/CAM/CAPP /关系 : 通讯 ▼CAD :计算机辅助设计(Computer Aided Design) ▼CAM:计算机辅助制造(Computer Aided Maunfacturing) ▼CAE :计算机辅助工程 (Computer Aided Engineering) ▼CAPP:计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning)
●CNC与现代先进制造系统关系 : CNC用在制造系统中 CNC： DNC – FMC – FMS – CIMS – FA 并行工程、敏捷制造、数字化制造、智能制造、网络制造、 绿色制造、纳米制造、高速加工等等。
5
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
计算机集成制造系统（CIMS）
数 控 技 术 的 发 展
刀具技术P228
高 速 切 削
刀具性能和质量对高速切削加工具有重 大影响，新型刀具材料的采用，使切削 加工速度大大提高，从而提高了生产率， 延长了刀具寿命。
要求
材料
26
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
刀夹装置及快速刀具交换技术
高 速 切 削
在高速加工中，切削时间和每个托盘化 零件加工时间已显著缩短。高速、高精 度定位的托盘交换装置已成为今后的发 展方向。
高 速 切 削
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高速切削工艺内容
1.高速切削机理研究，尤其是模具钢、钛合金、高温合 金等难加工材料高速切学机理研究 2.高速切削工艺数据库。 3.高速切削刀具系列化、标准化研究； 4.干式（准干式）切削技术研究； 5.加工误差综合动态补偿技术研究； 6.高速切削刀具状态监控及工况检测技术。 高导热，低硬材料：连续切削 低导热，高硬草料：断续切削
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
数 控 技 术 的 发 展
数控车间自动化集成管理系统
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
数 控 技 术 的 发 展
数控车间集成系统
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
数 控 技 术 的 发 展
国产数控机床车间示范工程
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
4
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
初 步 设 计
数 控 技 术 的 发 展
分 析 模 拟
详 细 设 计
制
图
生 产 准 备
制
产
工 艺 设 计 CAPP
N C 编 程
机 器 人 编 程
造
N C 加 工
装
检
配
验
品
CAE
CAD CAM CAD/CAM CAD/CAM/CAE
广义CAD
广义CAM 广义CAD/CAM CAD CAM CAE 范畴划分
■1952年，第一代电子管数控系统； ■1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、 加工中心； ■1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为 NC)； ■1970年，第四代小型计算机数控（CNC ）； ■1974年，第五代微型计算机数控（MNC，统称CNC） ； ■1980年后，FMS、FMC、CIMS、开放式数控（open NC）系 统、智能制造系统（IMS）大发展。 ■1990年后,高速加工，纳米制造。
数 控 技 术 的 发 展
信息集成
针对设计、管理和加工制造中大量存在 的自动化孤岛，实现信息正确、高效的 共享和交换，是改善企业技术和管理水 平必须首先解决的问题。
企业建模、系统设计方法、软件工具和规范
信息集成 的主要内 容包括
异构环境下的信息集成
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
CIMS集成的三个阶段：
高 速 切 削
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高 速 切 削
TOSHIBA四轴高速 FIDIA五轴高速铣床 加工镗铣床
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高速加工与传统的数控加工方法相比没有什么本质的区别， 两者牵涉到同样的工艺参数，但其加工效果相对于传统的 数控加工有着无可比拟的优越性： P221
有利于提高生率；
高 速 切 削
有利于改善工件的加工精度和表面质量； 有利于延长刀具的使用寿命和应用直径较小的刀具；
有利于加工薄壁零件和脆性材料； 经济效益显著提高。
简化了传统加工工艺；
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
受高生产率的驱使，高速化已是现代机 床技术发展的重要方向之一。主要表现在：
企 业 集 成
21世纪的制造业必须面队全球制造的新形势， 充分利用全球的制造资源，以便更快、更好、 更省地响应市场需求。这就是敏捷制造的思 想。敏捷制造的组织形式是企业之间针对某 一特定产品，建立企业动态联盟（即所谓虚 拟企业）。敏捷的企业联盟应该是“两头大、 中间小”，即强大的新产品设计与开发能力 和强大的市场开拓与竞争的能力。“中间小” 即加工制造设备的能力可以小。多数零部件 可以靠协作解决，企业可以在全球采购价格 最便宜、质量最好的零部件，因此企业间的 集成是企业优化的新台阶。
数 控 技 术 的 发 展
过程集成
对产品设计开发中的各串行过程 尽可能多地转变为并行过程，在 设计时就考虑到后续工作中的可 制造性、可装配性，设计时考虑 质量，把设计开发中的信息大循 环变成多个小循环，可以减少反 复，缩短开发时间。
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
CIMS集成的三个阶段：
数 控 技 术 的 发 展
高 速 切 削
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高速切削工艺实现
1.等体积切削因素。 2.光滑的刀具运动。避免变（加、减）速；拐角圆角。 3.深型腔加工，用多把刀具（长度方向）分深度区域加工。 4.粗加工，5—10度螺旋进刀，精、半精加工圆弧进刀。 5.精加工，控制小的公差和残留高度，会增长程序段，可减少手工 研磨工作量。 6.多区域加工优化刀路顺序。 7.多型腔加工设置合理的顺序，减少零件的应力和变形。 8.薄壁件加工无论粗、精，均采用以层优先顺序，减少变形。
概述
1.1931年由德国所罗门（Salomon）提出高速加工，所 罗门推论：在切削速度达到15000m/min时，切削温度达到 最大值，如果在这个临界值之后，切削速度增加，则切削 温度下降（后来研究证明，该推论不完全正确，需修正） 。
高 速 切 削
切削温度 刀具寿命
高速加工
切削速度
图4.8-1 所罗门（Salomon）曲线
高 速 切 削
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高 精 加 工
高精加工是高速加工技术与数控机床的 广泛应用结果。以前汽车零件的加工精度要 求在0.01mm数量级，现在随着计算机硬盘、 高精度液压轴承等精密零件的增多，精整加 工所需精度已提高到0.1μm ，加工精度进入 了亚微米世界。
2
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
当代，数控技术的典型应用是FMC/FMS/CIMS,其 发展方向是高速化、高精度化、高效加工、多功能化、 小型化、复合化、开放化和智能化以及数控标准的发 展。
数 控 技 术 的 发 展
目前的动向是:
开放式数控系统、高速加工系统。
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高速加工作为一种新的技术，其优点是显而易 见的，它给传统的数控加工带来了一种革命性的变化， 但是，目前即便是在加工机床水平先进的瑞士、德国、 日本、美国，对这一崭新技术的研究也还处在不断的 摸索研究中。有许多问题有待于解决：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（刀具的公平衡、扭矩传 输）；冷却润滑液的选择；CAD/CAM的程序后处理 问题；高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。国内在 这一方面的研究采尚处于起步阶段，要赶上并尽快缩 小与国外同行业间的差距，还有许多路要走。
22
第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高 速 切 削
五轴高速铣削头
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第九章 数控技术的发展及高速切削工艺
高速伺服进给系统P225
高速加工通常要求在高主轴转速下，使 用在很大范围内变化的高速进给。高速 进给的需求已引起机床结构设计上的重 大变化：采用直线伺服电机来代替传统 的电机丝杠驱动；