高速切削技术的发展与展望
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。
先进制造工艺技术高速切削
进给速度
合理设置进给速度，以保 证加工表面质量和刀具寿 命。
切削深度
根据刀具和工件材料特性， 选择合适的切削深度，以 获得良好的加工效果。
加工过程的监控与检测
01
切削力监测
通过实时监测切削力变化，可以 判断刀具磨损情况和调整切削参 数。
02
加工表面质量检测
03
刀具磨损监测
采用表面粗糙度仪、光学显微镜 等方法检测加工表面质量，以确 保加工精度和降低不良率。
高速切削适用于多种材料加工 ，包括钢、铸铁、有色金属等
，扩大了加工范围。
高速切削对机床的要求
高转速主轴
高进给系统
为了实现高速旋转的刀具，机床需要配备 高转速的主轴，通常转速范围在每分钟数 千转到数万转之间。
为了实现高速进给的切削方式，机床需要 配备高进给的传动系统和控制系统，确保 切削过程的稳定性和准确性。
刀具涂层
涂层技术能够提高刀具表面的硬度 和耐磨性，降低摩擦系数，从而提 高切削速度和加工效率。
刀具结构
采用合理的刀具结构和几何参数， 如刀尖圆弧半径、切削刃倾角等， 能够改善切削效果，减少刀具磨损。
切削液技术
切削液种类
选择合适的切削液对于降低切削 温度、减少刀具磨损和提高加工 表面质量至关重要。常用的切削 液有油基、水基和半合成切削液
集成电路芯片。
高速切削技术能够实现高精度、 高效率的加工，满足电子信息产 业对产品精度和一致性的高要求。
高速切削技术的应用还有助于提 高电子信息产品的性能和可靠性，
降低生产成本。
05 高速切削技术的发展前景 与挑战
高速切削技术的发展前景
高效加工
高速切削技术能够显著提高加工效率，缩短产品 制造周期，降低生产成本。
数控机床的高速切削技术解析
数控机床的高速切削技术解析近年来，随着制造业的快速发展，数控机床在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
而其中的高速切削技术更是引起了广泛的关注。
本文将对数控机床的高速切削技术进行解析，并探讨其在制造业中的应用前景。
高速切削技术是指在数控机床上利用高速旋转的刀具对工件进行切削加工的一种技术。
相比传统的切削技术，高速切削技术具有更高的加工效率、更好的加工质量以及更低的生产成本。
这得益于高速切削技术对刀具材料、刀具结构以及切削参数的优化。
首先，高速切削技术对刀具材料的要求更高。
传统的切削技术中常用的刀具材料如硬质合金、高速钢等，在高速切削中容易出现磨损、断裂等问题。
而高速切削技术则需要使用更高级的刀具材料，如多晶金刚石、立方氮化硼等，以提高刀具的硬度和耐磨性。
其次，高速切削技术对刀具结构的设计提出了更高的要求。
在高速切削中，刀具的结构需要具备更好的刚性和稳定性，以减小刀具振动和变形的可能性。
同时，刀具的几何形状也需要优化，以减小切削力和摩擦力，提高切削效率。
例如，采用刀尖半径较小的刀具可以减小切削力，提高切削效率。
最后，高速切削技术对切削参数的选择有着严格的要求。
在高速切削中，切削速度、进给速度和切削深度等参数需要进行合理的选择，以保证切削过程的稳定性和效率。
同时，还需要根据不同的工件材料和形状进行调整，以获得最佳的加工效果。
高速切削技术在制造业中有着广泛的应用前景。
首先，高速切削技术可以提高生产效率。
由于高速切削技术具有更高的切削速度和进给速度，可以在相同的时间内完成更多的加工任务，从而提高生产效率。
其次，高速切削技术可以提高加工质量。
由于高速切削技术具有更小的切削力和摩擦力，可以减少工件表面的热变形和划痕，从而提高加工质量。
最后，高速切削技术可以降低生产成本。
由于高速切削技术具有更高的加工效率和更好的加工质量，可以减少废品率和人工成本，从而降低生产成本。
然而，高速切削技术也面临着一些挑战。
首先，高速切削技术对设备的要求更高。
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。
金属切削机床高速切削技术的发展分析
金属切削机床高速切削技术的发展分析目录一、前言 (2)二、高速切削技术的发展 (3)三、技术研发与创新驱动的投资策略 (7)四、技术创新推动市场升级 (11)五、技术研发与创新的风险 (17)六、绿色环保与节能技术的进展 (22)一、前言自动化技术的引入不仅体现在单台机床的智能化改造上，还在于生产线整体的自动化集成。
企业投资自动化生产线，通过与机器人、自动仓储系统及高效输送系统相结合，可以大幅提高生产线的灵活性、自动化程度以及产能。
例如，智能化的自动化机床可以实现无人工干预的全程加工，极大提高了生产效率。
这一技术趋势推动了机床行业从单台机床的自动化向整条生产线的自动化过渡，为行业带来了新的投资机遇。
金属切削机床作为工业制造的重要装备之一，广泛应用于汽车、航空航天、电子、模具、精密零部件等行业，是现代制造业中不可或缺的生产工具。
随着全球制造业的发展和技术创新，金属切削机床市场的规模持续扩大，市场竞争也日益激烈。
随着工业互联网、人工智能、大数据分析等技术的广泛应用，智能制造成为中国制造业转型的关键方向。
智能化机床设备不仅能够提高生产效率，还能通过自我学习、远程监控、故障预测等手段提升设备运行的稳定性和生产精度。
智能化、数字化和自动化机床的需求在中国市场中不断攀升，成为企业选择机床时的重要标准之一。
行业整合不仅有助于提升产品的研发能力和生产效率，还能通过提升产业链的协同效应，进一步增强市场的供应能力和响应速度。
这将进一步推动市场格局的优化，促进金属切削机床行业的健康、可持续发展。
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本文内容仅供参考，不构成相关领域的建议和依据。
二、高速切削技术的发展（一）高速切削技术的关键技术突破1、数控技术的进步高速切削技术得以快速发展的一个关键因素是数控技术的不断进步。
通过高精度的数控系统，机床能够在极高的转速下保持稳定的操作，确保加工过程中的精度和表面质量。
我国高速加工技术现状及发展趋势
标题：我国高速加工技术现状及发展趋势在当前工业生产中，高速加工技术已成为了提高加工效率、降低成本、改善产品质量的重要手段。
我国作为全球最大的制造业大国，高速加工技术的现状和发展趋势备受关注。
本文将从深度和广度两个方面对我国高速加工技术进行全面评估，并探讨其发展趋势。
一、我国高速加工技术的现状1. 高速加工技术的定义和特点高速加工技术是指在高速度下对工件进行切削加工的一种先进加工技术，具有高效率、高精度、高表面质量、低热影响区等特点。
2. 国内高速加工技术的发展历程自20世纪80年代以来，我国的高速加工技术得到了迅猛的发展，尤其是在航空航天、汽车制造、模具制造等行业得到了广泛应用。
3. 我国高速加工技术的应用现状高速加工技术在航空航天、汽车制造、模具制造、医疗器械等领域得到了广泛应用，成为提高生产效率和产品质量的重要手段。
二、我国高速加工技术的发展趋势1. 技术创新推动高速加工技术的发展随着科技的进步和不断创新，高速加工技术将会更加高效、精密、稳定，能够满足更加复杂的加工需求。
2. 智能制造与高速加工技术的融合智能制造将成为未来高速加工技术发展的重要方向，通过智能化、自动化技术，提高生产效率和产品质量。
3. 绿色制造与高速加工技术的结合高速加工技术在减少碳排放、节能减排方面将会有更大的发展空间，应用于绿色制造领域。
4. 人工智能在高速加工技术中的应用随着人工智能技术的快速发展，其在高速加工技术中的应用将会成为新的发展趋势，将提高生产效率和产品质量。
三、总结与展望我国高速加工技术在不断发展创新的过程中，已经取得了令人瞩目的成绩，但与发达国家相比仍有一定差距。
在未来发展中，需要加大科技投入力度，加强技术研发和创新，培养更多高端技术人才，不断提升我国的高速加工技术水平，推动制造业向高质量发展。
个人观点：高速加工技术作为先进制造技术的代表，将会对我国工业生产产生深远影响。
在未来，我相信随着科技的进步和不断创新，我国的高速加工技术将不断迈向更加高效、精密、稳定的发展方向，并为我国制造业的转型升级和智能制造提供重要支撑。
高速切削加工技术及其进展
1 工作原理及特点
1.1 高速切削加工的提出
1.高速切削加工技术 于20世纪30年代由德 国 人 Salomon 提 出 。 大量铣削试验发现， 随切削速度不断增加 ，切削温度上升到一 峰值，随着切削速度 进一步提高，切削温 度达到峰值后反而下 降。 2.随上世纪80 年代末 和90 年代初数控机床 和刀具技术的进步， 开始应用并快速发展 到广泛应用。
1 工作原理及特点
1.3 高速切削加工的特点
加工精度高 切削力减少 降低了切削热对 被加工工件的影 响 可以以切代磨 刀具寿命是制约 高速切削进一步 发展的主要因素 之一。
图2 高速加工的一般特征
2 高速切削加工技术的国内外研究现状
2.1 高速切削刀具材料
涂层刀具，主要 有硬涂层、软涂 层和金刚石膜涂 层。 立方氮化硼 聚晶金刚石 金属陶瓷刀具 陶瓷刀具
图3 高速加工技术的研究体系
2 高速切削加工技术的国内外研究现状
2.2 高速切削切屑形成及其变形机理 主要集中在淬硬 的研究
钢、高温高强度 钢、钛合金等难 加工材料高速切 削切屑形成机理 的研究。 锯齿形切屑形成 机理---两大理论 体系，即突变剪 切或绝热剪切理 论和周期性脆性 断裂理论。
图3 高速加工技术的研究体系
高速切削加工技术及其进展
0 前言 1 工作原理及特点 2 高速切削加工技术的国内 外研究现状 3 发展趋势及展望
0 前言
1. 生产力构成中, 制造技术的
作用往往占60% 左右
2. 工业发达国家制造技术发展
计划 ，如美国的先进制造技 术计划（AMT）、关键技术（ 制造）计划，日本的智能制造 系统国际合作计划（IMS）， 德国的制造 2000 计划等。 3.现代切削加工技术的重要发 展方向 ：以高生产率和高加 工精度与表面质量等特点著称 的高速切削技术
高速切削技术的发展与展望
高速切削技术的发展与展望newmaker切削加工是机械加工应用最广泛的加工方法之一，而高速是它的重要发展方向，其中包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。
高速切削能够大幅度提高生产效率和单位时间内材料切除率，改善加工表面质量降低加工费用。
1 高速切削的概念与高速切削技术高速切削是一个相对概念，如何定义，目前尚无共识。
而且由于不同的加工方式、不同工件有不同的高速切削范围，因而也很难就高速切削的速度范围给出一个确切的定义。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、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与软件技术均得到充分发展的基础之上综合而成的。
因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及机床、刀具、工件、加工工艺过程参数及切削机理等诸多方面。
2 高速切削技术国外发展现状从德国Carl. J. Salomon博士提出高速切削概念，并于同年申请了专利以来，高速切削技术的发展经历了高速切削的理论探索阶段、高速切削应用探索阶段、高速切削的初步应用阶段、高速切削的较成熟阶段等四个阶段，现已在生产中得到推广应用。
特别是20世纪80年代以来各工业发达国家相继投入大量人力、财力，研究开发高速切削技术及相关技术，发展迅速。
国外近几年来高速加工机床发展迅速，美国、法国、德国、日本、瑞士、英国、加拿大、意大利等国家相继开发了各自的高速切削机床。
高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，通常采用主轴、电动机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，主轴支承一般使用陶瓷轴承、静压轴承、动压轴承、空气轴承以及油0气润滑、喷射润滑等技术，也有使用磁力轴承的。
进给系统则开始采用直线电动机或小导程大尺寸高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠，以提供更高的进给速度和更好的加、减速特性，最大加速度可达2～10g。
高速钻铣切削技术发展趋势及应用展望
高速钻铣切削技术发展趋势及应用展望引言随着制造业的发展，高速钻铣切削技术在提高加工效率、降低成本和改善产品质量方面扮演着重要角色。
本文将探讨高速钻铣切削技术的发展趋势，并展望其在各个领域的应用前景。
一、高速钻铣切削技术的发展趋势1. 机床技术的进步随着机床技术的不断进步，现代高速钻铣切削技术有了更高的准确性和稳定性。
高速精密机床的出现使得切削速度和精度都得到了大幅提升。
高速轴承和伺服系统的应用使得机床能够更好地适应高速切削的需求，实现高效率、高质量的加工。
2. 刀具技术的改进刀具是实现高速钻铣切削技术的关键。
新型材料的引入，如PCD、CBN等刀具材料的广泛应用，使得切削刃口具备更高的硬度、耐磨性和热稳定性。
此外，刀具几何学的研究也推动了刀具性能的提升，减少了切削时的振动和热变形。
3. 数控技术的发展数控技术为高速钻铣切削提供了更好的控制手段。
通过先进的数控编程和控制系统，可以实现高速、高精度的切削过程。
此外，智能化的数控系统还具备自动化调整和优化切削参数的功能，提高了生产效率和产品质量。
4. 切削液技术的创新切削液在高速钻铣切削中起着冷却、润滑和清洁的重要作用。
随着环保要求的提高，研究者们致力于开发新型的绿色切削液。
例如，通过添加纳米材料或磁性流体来提高切削液的热传导和润滑性能，同时减少对环境的污染。
切削液技术的改进将进一步促进高速钻铣切削技术的发展。
二、高速钻铣切削技术的应用展望1. 航空航天领域航空航天领域对于精密和高效的切削加工是非常关键的。
高速钻铣切削技术的应用可以加快零部件的加工速度，提高生产效率，并且保证零部件的高精度和质量。
此外，高速钻铣切削技术还可以应用于航空航天材料的切削加工，如高强度钛合金、镍基高温合金等。
2. 汽车领域汽车制造行业对于高速、高精度的切削加工也有很高的需求。
高速钻铣切削技术可应用于发动机缸体、汽缸盖和各种复杂曲面件的加工。
借助高速切削，汽车制造商可以提高生产效率，降低成本，并且提供更高质量的汽车零部件。
高速加工的发展趋势
高速加工的发展趋势
高速加工技术的发展趋势主要包括以下几个方面：
1. 高速切削工艺：随着材料科学和刀具技术的不断进步，高速切削工艺的应用正在不断扩大。
高速切削工艺能够增加切削切削速度和加工效率，减少切削力和切削热量，提高切削质量和表面光洁度。
2. 高速加工中心的发展：高速加工中心是高速加工的核心设备。
未来，高速加工中心将越来越智能化，加工速度和精度将得到进一步提高。
同时，高速加工中心将根据不同的加工要求，提供更加灵活的刀具和夹具系统，以满足不同加工任务的需求。
3. 多轴加工技术的应用：多轴加工技术可以同时进行多个方向上的切削，使得曲面加工更加容易和精确。
未来，多轴加工技术将广泛应用于高速加工领域，提高加工效率和加工精度。
4. 先进的刀具材料和涂层技术：刀具是高速加工的关键因素之一。
未来，刀具材料将更加耐磨耐热，刀具涂层技术将更加先进，以满足高速切削的需求。
5. 智能化制造技术的应用：高速加工将与智能化制造技术相结合，实现工艺参数的自动优化和实时监控。
未来，高速加工设备将具有自动化、智能化和可持续发展的特点，提高生产效率和产品质量。
总体来说，高速加工的发展趋势是向着高效、智能和精准的方向发展，以满足不断变化的制造需求。
超高速切削的发展现状
超高速切削的发展现状随着制造业和加工技术的不断发展，超高速切削成为现代工业制造中不可或缺的部分。
超高速切削是指在高速旋转下，利用刀具对工件进行切削、磨削、抛光等加工操作。
其主要特点是切削速度高、加工效率高、加工精度高、表面质量好、能耗低等。
本文将对超高速切削的发展现状进行探讨，以期更好的了解超高速切削技术的最新进展及应用前景。
一、超高速切削的技术原理和发展历程超高速切削技术的最大特点就是其切削速度非常高，一般在每分钟1万转以上。
其切削原理与传统切削相同，但由于材料被切削时的应力和变形会随着切削速度的提高而发生变化，所以超高速切削作为一种极端切削加工技术，需要高端的刀具、机床和监测系统等辅助设备来确保工艺可行。
超高速切削技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时美国通用电气公司在多年的研究开发中，成功将切削速度提高到每分钟29300转以上，从而使加工效率和质量井喷式增长，为超高速切削技术的研究奠定了成功的基础。
此后，日本等国也开始积极开展超高速切削技术方面的研究，成为超高速切削的主要研究和应用国家之一。
二、超高速切削的应用领域随着超高速切削技术的不断发展和完善，其在航空航天、汽车制造、机械制造等领域的应用越来越普及。
目前，超高速切削技术已经广泛应用于以下几个领域：1、航空航天领域在航空航天领域，超高速切削技术被广泛应用于飞机发动机叶片、航空轴承等零部件的加工中。
由于这些零部件具有较高的加工难度和质量要求，而超高速切削技术的高加工效率和高加工质量正好能够满足这些要求。
2、汽车制造领域在汽车制造领域，超高速切削技术被广泛应用于汽车发动机零部件、车轮、减震器等汽车零部件的加工中。
由于该技术具有高效率、高质量、高精度的特点，能够大大提高汽车零部件的生产效率、降低生产成本。
3、机械制造领域在机械制造领域，超高速切削技术被广泛应用于高精度、高难度的零部件加工中。
由于该技术能够大大提高加工效率和精度，能够满足顾客对高精度、高质量零部件的要求，从而提高制造业的竞争优势。
切削技术发展的回顾与展望
切削技术发展的回顾与展望切削工艺是机械加工的一种古老而重要的制造工艺，随着科学技术的进步和经济的发展，切削技术也发生了翻天覆地的变化。
这一技术经过几百年的发展，从最初的简单的刀具和机械工具到现代高精度、复杂性和智能化的机床设备，切削技术已成为机械加工技术中最重要的部分之一。
从历史上看，切削技术的发展开始于19世纪，当时采用蒸汽动力和大型机床，开始大规模生产，生产出大量的零件。
随着新发明和新技术的出现，20世纪开始，由于切削技术的进步，更先进的刀具和机械设备出现了，如综合机床，数控机床和计算机控制机床，这些机床可以实现自动化加工，并具有更高的精度和效率。
此外，由于切削刀具技术进步，现在可以制造出具有更高耐磨性和更高硬度的刀具，这种刀具可以实现更高效的加工。
从材料的角度来看，现在的切削技术新材料的强度要求得到改善，材料的刚度更高，新材料的抗热强化也得到改善，从而可以改善材料的抗热强度和抗腐蚀能力。
未来，切削技术将在新技术的驱动下不断发展，一些新技术将为切削技术带来很大的改变，如软件工程、智能制造、3D打印和机器人等。
软件工程和智能制造将大大改善切削技术的系统级构建，提高切削技术的可靠性，并实现对机器人加工精度的更大改进。
同时，3D打印有望为切削技术带来更多的好处，比如增加工艺灵活性，减少加工周期，提高加工精度，减少加工成本和消耗的能源等等。
另外，机器人技术将使切削技术更加智能化，有助于减少制造过程中的人为因素，提高加工效率，实现精确的制造。
总的来说，从过去的发展历程来看，切削技术取得了非常重大的发展，形成了一种完整的技术体系。
未来，切削技术将继续得到深入发展，随着新技术的推广，切削技术将会发挥更大的作用，为提高制造业的竞争力和可持续发展贡献力量。
高速切削加工技术的现状和发展
高速切削加工技术的现状和发展(1)中国工程院院士、山东大学艾兴教授一、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10um到0.1um。
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。
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，20世纪30年代德国Salomon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，80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、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。
不同材料的高速切削加工速度范围高速切削技术在国内起步较晚，20世纪80年代中期开始研究陶瓷刀具高速切削淬硬钢并在生产中应用，其后引起对高速切削加工的普遍关注，目前主要还是以高速钢、硬质合金刀具为主，硬质合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速钢刀具在40m/min以内。
但在汽车、模具、航空和工程机械制造业进口了一大批数控机床和加工中心，国内也生产了一批数控机床，随着高速切削的深入研究，这些行业有的已逐步应用高速切削加工技术，并取得很好的经济效益。
二、高速切削加工理论基础(1) 切屑形成特征不同材料在不同状态下的切屑形态:(a) 供货状态，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min连续带状切屑（D.LEE）锯齿状切屑(c)硬度325HB，切削速度250m/min锯齿状切屑(d)硬度325HB，切削速度2600m/min即将分离的锯齿状切屑高速切削不同状态AISI4340钢（40CrNiMoA）时的切屑形态（纵截面微观照片）（（b）、（c）、（d）从komarduri）切削渗碳淬硬20CrMnTi钢（HRC60～62）在100～110m/min时的切屑形貌工件材料及其性能和切削条件对切屑形态起主要作用，其中工件材料及其性能有决定性的影响。
高速切削技术要点及其在我国的发展趋势
科 技论 坛 ＩＩＩ
罗 巍
高速切 削技术要点及其在我 国的发展趋势
（ 山重 型机 床 厂 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ ） 唐 河 ６ ０ ０
摘 要： 本文通过介 绍高速切 削机理 以及通过对机床 、 刀具等方 面介绍 实现 高速切 削的技 术措施及今后 的发展趋势 。探讨 高速切 削的应 用领 域； 高速切 削研究现存问题 并展 望高速切 削的发展趋势和未来研究方向。 分析 关键词 ： 高速切削技 术； 机床 ； 刀具 ； 发展现状 ； 理 围内某一设定 温度 ， 精度 为 ± ． ， ０ 。 同时使 用 ７ ４ 高速切削技术在我国的现状 切削加 工是机械 加工应用 最广 泛 的加 工 油雾润滑、 混合陶瓷轴承等新技术 ， 使主轴免维 我国在 ２ 世纪 ９ 年初 开始 了有关 高速切 ０ ｏ 长寿命 、 高精度 。 削机床及工艺 的研究。 研究 内容包括水泥床身、 方法之一 ， 而高速是它 的重要发展方向 ， 其中包 护 、 括高速软切削 、 高速硬切削 、 速干切削 、 进 高 大 ２ 高精度快速进给系统 ． ２ 超高速 主轴系统 、 全陶瓷轴承及磁悬浮轴 承、 快 给切削等 。高速切削能够大幅度提高生产效 率 高精度快速进给系统高速切 削是 高切 削速 速进给系统 、有色金属 及铸铁超 高速切 削机理 和单位时间内材料切除率 ，改善 加工 表面质量 度 、 高进给率和小切削量的组合 ， 进给速 度为传 与适应刀具等方面。通过我 国科技工作者 的艰 降低加工 费用 。通常认 为 ， 高速切 削加工为 ： 切 统的 ５～１ 。这就要求 机床进 给系统很高 的 苦 工作 ， ０倍 各项关键技术都取得 了显著进展 。 部分 削速度超过普通切削的 ５ １ 倍 ； — ０ 机床主轴转速 进给速度和良好的加减速特性 。一般要求快速 单项技术指标 可达 国际先进水平 。然而高速切 在 １０ ０ ２ ０ ０ ｒ ｎ以 上 ；进给 速度 通 常 达 进给率不小于 ６ ｍｒ ｎ ００－００ｒ ｉ ／ ａ ０ ／ ｉ，程序 可编辑进给率小 削机床是诸多高新技术 的高度集成 ，并且在一 ａ １ — ０ ／ ｉ， ５ ５ ｍ ｒｎ 最高可达 ９ ｒ ｍ ｎ 高速 切削技术 于 ４ ｎｍ ｎ ａ ０ ｄ ｉ。 ｔ ０ｄ ｉ，轴 向正逆 向加速 大于 １ ｍｓ （ ） 定 的市场需求 驱动下才能真 发展起来 。高速 ０／ １ 。 ２ ｇ 是 在机床结构及材料、 机床设计制造技术 、 高速 机床制造商大多采用全 闭环位置伺服控制的小 机床的高档数控 系统和开放式数控系统正在深 主轴系统 、 速进给系统 、 快 高性能 Ｃ Ｃ控制 系 导程 、 Ｎ 大尺寸 、 高质量的滚珠丝杠或大导程多头 人研究中 ， 目 但 前主要还是依赖进 口。 统、 高性能刀夹系统、 高性 能刀具材料及刀具设 丝 杠 。 国内刀具材料 目 前仍 以高速钢 、硬质合金 ２ 高速伺服系统 － ３ 计制造技术 、 高效高精度测量测试技术 、 高速切 刀具为 主 ， 先进刀具 材料（ 如涂层硬 质合金 、 金 削机理 、高速切 削工艺等诸多相关硬件与软件 为 了实现高速切削加工 ，机床不但要有高 属陶瓷 、 陶瓷刀具 、 Ｂ Ｃ Ｎ和 Ｐ Ｄ刀具等） Ｃ 虽有 一 技术 均得到充分发展的基础之 上综合 而成 的 。 速 主轴 ， 还要有高速 的伺服系统 ， 这不仅是为了 定基础 ， 但应用范 围不够广泛。总的来 说 ， 切削 因此 。 高速切削加工是 一个复杂 的系统工程 ， 涉 提高生产效率 ，也是维持高速切削中刀具正常 速度普遍偏低 ，切削水平和加工效率较低。 自 及机 床、 刀具 、 工件 、 加工工艺 过程参数及 切削 工作 的必要条件，否则会造成刀个的急剧磨损 ２ 世纪 ９ 年代 以来 ， 高速切 削铝合 金 、 、 Ｏ Ｏ 对 钢 与升温 ， 破坏工件加工 的表面质量。 铸铁、 高温合金、 钛合金等的切削力 、 切削温度 、 机理等诸多方面。 生产率与切削速度有着很密切关 系的 ， 切 ３实现高速切削 ，要正确地使用 高速切 削 刀具 损与破损和刀具寿命进行 了一定研究 和 削速度的提高可 以提高生产率 ，同时精 密和超 刀 具 探讨 ， 但还没有进行全面系统 的研究 。 对切削加 ３１高速切削刀具材料 ． 工过程的监控技术 研究较 多，但投入生产使用 精密加工技术 的发展也对切削速度有了更 进一 步提高的要求 。 高速切削加工 的概念提出后 ， 经 刀具材料的发展 ，高速切削技术发展 的历 的较少 。 也就是刀具材料不断进 步的历史 。 高速切削 ５高速切 削加工技术展望 过长期的探索 、 研究和发展 ， 泛应用 于工业 史 ， 被广 生产。 高速切 削除了能大幅度提高生产率以外 ， 的代表性 刀具材料是立方氮化硼 （ Ｂ ） Ｃ Ｎ 。端 面 高速切削发展趋势和未来研究方 向归纳起 Ｂ 还可以提高加工质量 ，特别是改善 已加工表 面 铣 削使 用 Ｃ Ｎ刀具 时 ，其 切 削 速 度 可 高达 来主要有 ： 新一 代高速大功率 机床的开发与 ｎ ０ ０ ／ ｉ， ｂ 高速切削动态特性 及稳 定性的研究 ； ｅ ． 质量。传统 的切削速度和刀具 寿命 的关 系被假 ５０ ｍｍ ｎ 主要用 于灰 口铸铁的切削加工 。聚 研制 ；． 定 为线性关系 ， 即刀具 的速度越高 ， 刀具 的磨损 晶金刚石（ Ｃ 刀具被称之为 ２ 世 纪的刀具 ， 高速切削机理的深入研究 ；． Ｐ Ｄ） １ ｄ 新一代 抗热振性 越 快。２ Ｏ世纪上半叶 。 研究人 员开始发 现， 在加 它特别适用 于切 削含有 Ｓ ｉ 的铝合金 材料 ， Ｏ 而 好 、 耐磨性好 、 寿命长的刀具材料的研制及适 宜 工过程 中， 切削速度达 到某个值后 ， 情况开始发 这种金属材料重量 轻、 强度高 ， 广泛地应用于汽 于高速切削的刀具结构 的研究 ；． 一步拓宽 ｅ进 生 变化 ， 刀具磨损加剧 ， 是速度继续上 升 ， 但 超 车、 摩托车发动机 、 电子装置 的壳体 、 底座 等方 高速切削工件材料及其高速切削工艺范围 ；开 ￡ ｇ 建 过某一值 ， 又可以恢复正常加工 。 经过 长期 的生 面。目前 ，用聚晶金刚石刀具端 面铣削铝合金 发适用 于高速切 削加工 状态 的监控技 术 ；－ 产实践 ，人们意识 到对于某一特定的被加工材 时，０ ０ ／ ｉ ５ ０ ｍ ｍｎ的切削速度 已达到实用化水 平 ， 立高速切削数据库 ，开发适于高速切 削加工的 ｈ 料来说 ，在比现行使用的切削速度高许多倍的 此外 陶瓷刀具也适用于灰 口铸铁 的高速切 削加 编程技术 以进 一步推 广高速 切削加 工技术 ；． 区域可能存 在一个十分理想的切削条件 ，在这 工 。 基于高速切削工艺 ， 发推广干式 （ 开 准干式 ） 切 涂层 刀具 ：Ｂ Ｃ Ｎ和金 刚石刀具 尽管具 有很 削绿色制造技术 ；基 于高速切削 ， 个切 削条 件下 ， 生产率高 、 刀具 耐用度长 ， 而且 ｊ ． 开发推广高 切 削 力 也 比较 小 。 好的高速切 削性能 ， 但成本相对较高 。 用涂层技 能加工技术 。 ２实现高速切 削 ， 高速切削机床应具 备的 术能够使切 削刀具既价格 低廉，又具有优异性 高速切削技术 是切 削加工技术 的主要发展 条件 能， 可有效 降低加工成本。 现在高速加工用 的立 方 向之一。 它会随着 Ｃ Ｃ技术 、 电子技术 、 Ｎ 微 新 为 了适应 粗精加 工 、轻重 切削 和快速 移 铣刀 ， 大都用 ＴＡＮ系的复合多层涂镀技术进 材料 和新结构等基 础技术 的发展而迈上更高的 ｉＩ 动， 同时保证高精度 （ 位精度 ± ． ５ ｍ ， 定 ０ ０ ｒ ）性 行 处 理 。 ０ ａ 台阶。 但也应清醒的看到。 高速切 削技术 自身也 能 良好的机床是实现高速切 削的关键 因素 。其 ３ ． ２高性 能 的 刀具 存在着一些亟待解决 的问题 ，这些都在一定程 应具备的技术有以下几项 ： 夹持系统高速铣床的刀具夹持系统要求其 度上制约和阻碍 了高速切削技术 的发展 ，我们 有很高的动平衡性 ， 要求 主轴具 有 ３０ ０／ ｉ 需要找准问题所在 ， ００ ｒ ｎ ｍ 认真研究并真正加以解决 。 ２１ 速 主 轴 ．高 高速主轴是高速切削机床 的核心部件 ， 随 之上 的动平衡能力 ， 且具有绝对的定心性 。主 着对 主 轴 转 速要 求 的不 断 提 高 ，传 统 的齿 轴 、 刀柄 、 刀具三者在旋转时应具有极高的同心 轮——皮带变 速传 动系统 由于本身 的振 动 、 噪 度 ， 这样才能保证高速 、 高精度加工 。否则转速 音等 原因已不能适应要求 ，取而代之的是一种 越 高离心力越大 当其达到系统的临界状态将 新颖 的功能部件—— 电主轴 ，它将主轴电机与 会使刀具系统发生 激振 ，其结果 是加工质量下 刀具寿命缩短 ， 加速 主轴轴 承磨损 ， 重时 严 机床 主轴合二为一 ，实现 了主轴 电机与机床主 降， 轴 的～体化。电主轴采用 了电子传感器来控制 会使 刀具与主轴损坏 。刀柄系统与主轴锥 度穴 温度 ， 自带水冷或 油冷循环系统 ， 使主轴在高速 孔应结合紧密，现在 刀柄一般都采用锥部 与主 旋转时保持恒温 ，一般可控制在 ２ 。 ～ ５ ０ ２ 。范 轴端面同时接触 的双定位锥柄。
高速切削加工的发展及需求
高速切削加工的发展及需求高速切削加工是当代先进制造技术的重要组成部分，拥有高效率、高精度及高表面质量等特征。
本文介绍此技术的定义、发展现状、适用领域以及中国的需求情况。
高速切削加工的定义高速切削加工是面向21世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了愈来愈广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。
高速切削是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。
可以说，高速切削加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。
高速切削加工的优点主要在于：提高生产效率、提高加工精度及降低切削阻力。
有关高速切削加工的含义，目前尚无统一的认识，通常有如下几种观点：切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的5-10倍；机床主轴转速很高，一般将主轴转速在10000-20000r/min 以上定为高速切削；进给速度很高，通常达15-50m/min，最高可达90m/min；对于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同；切削过程中，刀刃的通过频率(Tooth Passing Frequency)接近于“机床－刀具－工件”系统的主导自然频率(Dominant Natural Frequency)时，可认为是高速切削。
可见高速切削加工是一个综合的概念。
1992年，德国Darmstadt工业大学的H. Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工的概念及其涵盖的范围。
认为对于不同的切削对象，过渡区(Transition)即为通常所谓的高速切削範围，这也是当时金属切削工艺相关的技术人员所期待或者可望实现的切削速度。
高速切削加工技术现状高速切削加工对机床、刀具和切削工艺等方面都有一些具体的要求。
下面分别从这几个方面阐述高速切削加工技术的发展现状和趋势。
机床设备现阶段，为了实现高速切削加工，一般釆用高柔性的高速数控机床、加工中心，也有釆用专用的高速铣、钻床。
高速加工技术现状及发展趋势
高速加工技术现状及发展趋势1 引言对于机械零件而言，高速加工即是以较快的生产节拍进行加工。
一个生产节拍：零件送进--定位夹紧--刀具快进--刀具工进(在线检测)--刀具快退--工具松开、卸下--质量检测等七个基本生产环节。
而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动(或者挪移)速度超过普通切削 5~10 倍，主要体现在刀具快进、工进及快退三个环节上，是高速加工系统技术中的一个子系统；对于整条生产自动线而言，高速加工技术表征是以较简捷的工艺流程、较短、较快的生产节拍的生产线进行生产加工。
这就要突破机械加工传统观念，在确保产品质量的前提下，改革原有加工工艺(方式)：或者采用一工位多工序、一刀多刃，或者以车、铰、铣削替代磨削，或者以拉削、搓、挤、滚压加工工艺(方式)替代滚、插、铣削加工…等工艺(方式)，尽可能地缩短整条生产线的工艺流程；对于某一产品而言，高速加工技术也意味着企业要以较短的生产周期，完成研发产品的各类信息采集与处理、设计开辟、加工创造、市场营销及反馈信息。
这与敏捷创造工程技术理念有相同之处。
高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。
在激烈的市场竞争中，要求企业产品质量高、成本低、上市快、服务好、环境清洁和产品创新换代及时，由此牵引高速加工技术不断发展。
自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。
现已广泛实用于生产工艺流程型创造企业(如现代轿(汽)车生产企业)；随着个性化产品的社会需求增加，其生产条件为多品种、单件小批创造加工(机械创造业中，这种生产模式将占到总产值的 70%)，高速加工技术势必在生产工艺离散型或者混和型企业中(如模具、能源设备、船舶、航天航空…等创造企业)得到进一步应用和发展。
二十世纪末期，我国变革计划经济体制，改革开放，建成有中国特色社会主义市场经济体制。
实用的高速加工技术尾随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备)，在机械创造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。
超快速切削技术的挑战与前景展望
超快速切削技术的挑战与前景展望现代工业制造中，高效的切削技术对于提高生产效率和产品质量至关重要。
超快速切削技术作为一种新型的加工方法，正逐渐引起人们的关注。
本文将对超快速切削技术的挑战与前景展望进行探讨。
超快速切削技术是指在极短的时间内完成切削任务，通常使用高速转动的刀具和先进的切削工具材料。
与传统的切削技术相比，超快速切削技术具有诸多优势。
首先，超快速切削技术能够显著提高加工效率。
传统切削技术往往需要较长时间来完成加工任务，而使用超快速切削技术可以大大缩短加工时间，提高生产效率。
其次，超快速切削技术具有较低的热影响区。
传统切削技术在加工过程中会产生大量的热，导致工件表面产生变形和残余应力。
而超快速切削技术采用高速转动的刀具，减少了切削时间，从而使得热影响区更小，减少了工件变形和残余应力的发生。
此外，超快速切削技术还具有更高的表面质量和更好的加工精度。
然而，超快速切削技术也面临着一些挑战。
首先，刀具的寿命是一个重要的问题。
由于超快速切削技术需要使用高速转动的刀具，因此刀具的寿命会受到影响。
目前，研究人员正在寻找更加耐磨的刀具材料，以延长刀具的使用寿命。
其次，超快速切削技术对刀具的精密度要求较高。
刀具的不平衡、弯曲等问题都会影响切削效果。
因此，研究人员需要进一步完善刀具制造技术，提高刀具的精密度。
此外，超快速切削技术还需要更强大的机床和更高的运转精度，以确保刀具的精确运动。
这些挑战需要研究人员在材料和制造工艺方面进行深入的研究。
尽管超快速切削技术面临着一些挑战，但它也具有广阔的前景。
首先，超快速切削技术可以提高生产效率，降低生产成本。
在当今日益竞争激烈的市场环境下，提高生产效率对于企业来说至关重要。
超快速切削技术的应用可以加速生产过程，提高产品的制造速度，从而降低生产成本。
其次，超快速切削技术可以提高产品质量。
超快速切削技术采用高速转动的刀具，可以实现更加精确的切削，提高产品的加工精度和表面质量。
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。
高速切削技术在金属加工中的应用与未来发展趋势
高速切削技术在金属加工中的应用与未来发展趋势高速切削技术是一种在金属加工领域中得到广泛应用的先进技术。
它的出现彻底改变了传统金属加工的方式，大大提高了加工效率和质量，并且能够满足现代工业对高精度、高效率和高质量加工的要求。
本文将介绍高速切削技术在金属加工中的应用及其未来发展趋势。
高速切削技术是指在高速旋转的工具刀具和工件之间进行金属切削加工的一种先进技术。
相较于传统切削技术，高速切削技术具有以下几个显著特点。
首先，高速切削技术采用高速旋转的刀具，加工速度较传统切削技术更快。
其次，高速切削技术能够通过合理的进给量和切削深度，最大限度地提高切削效率。
再次，高速切削技术采用切削液冷却，可以有效降低加工过程中的摩擦和热量，提高加工质量。
最后，高速切削技术还可以减少加工过程中的振动和噪音，改善工作环境。
高速切削技术在金属加工中有广泛的应用。
首先，它可以用于加工硬质材料，如不锈钢、钛合金等。
由于高速切削技术具有高速度和高效率的特点，可以用于对这些硬质材料进行快速精确的加工。
其次，高速切削技术还可以用于加工薄壁工件。
在高速切削过程中，由于切削力较小和刀具寿命较长，可以实现对薄壁工件的高精度加工。
此外，高速切削技术还可以应用于复杂形状的零件加工。
高速切削技术利用计算机数控和自动化技术，可以在短时间内高效地完成复杂曲线和曲面的加工。
未来，高速切削技术在金属加工领域将有更广阔的应用前景。
首先，随着材料科学和制造工艺的不断发展，新的高硬度和高强度材料将被广泛应用。
高速切削技术具有高效率和高质量的特点，可以满足对这些材料的高精度加工需求。
其次，随着信息技术的快速发展，高速切削技术还可以与人工智能和大数据技术相结合，实现自动化、智能化的加工。
例如，通过在加工过程中实时监测和分析切削力、振动等参数，可以实现工艺优化和故障预测，提高加工效率和质量。
此外，高速切削技术还可以与增材制造技术相结合，实现复合加工，进一步拓展应用领域。
高速切削技术的发展与展望
高速切削技术的发展与展望切削加工是机械加工应用最广泛的加工方法之一，而高速是它的重要发展方向，其中包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。
高速切削能够大幅度提高生产效率和单位时间内材料切除率，改善加工表面质量降低加工费用。
高速切削的概念与高速切削技术高速切削是一个相对概念，如何定义，目前尚无共识。
而且由于不同的加工方式、不同工件有不同的高速切削范围，因而也很难就高速切削的速度范围给出一个确切的定义。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、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与软件技术均得到充分发展的基础之上综合而成的。
因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及机床、刀具、工件、加工工艺过程参数及切削机理等诸多方面。
高速切削技术国外发展现状从德国Carl. J. Salomon博士提出高速切削概念，并于同年申请了专利以来，高速切削技术的发展经历了高速切削的理论探索阶段、高速切削应用探索阶段、高速切削的初步应用阶段、高速切削的较成熟阶段等四个阶段，现已在生产中得到推广应用。
特别是20世纪80年代以来各工业发达国家相继投入大量人力、财力，研究开发高速切削技术及相关技术，发展迅速。
国外近几年来高速加工机床发展迅速，美国、法国、德国、日本、瑞士、英国、加拿大、意大利等国家相继开发了各自的高速切削机床。
高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，通常采用主轴、电动机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，主轴支承一般使用陶瓷轴承、静压轴承、动压轴承、空气轴承以及油0气润滑、喷射润滑等技术，也有使用磁力轴承的。
进给系统则开始采用直线电动机或小导程大尺寸高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠，以提供更高的进给速度和更好的加、减速特性，最大加速度可达2～C控制系统则使用多片32位或64位CPU，以满足高速切削加工对系统快速数据处。
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高速切削技术的发展与展望
新闻来源：中国金属加工在线发布日期：2008-2-26
切削加工是机械加工应用最广泛的加工方法之一，而高速是它的重要发展方向，其中包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。
高速切削能够大幅度提高生产效率和单位时间内材料切除率，改善加工表面质量降低加工费用。
1 高速切削的概念与高速切削技术
高速切削是一个相对概念，如何定义，目前尚无共识。
而且由于不同的加工方式、不同工件有不同的高速切削范围，因而也很难就高速切削的速度范围给出一个确切的定义。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、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与软件技术均得到充分发展的基础之上综合而成的。
因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及机床、刀具、工件、加工工艺过程参数及切削机理等诸多方面。
2 高速切削技术国外发展现状
从德国Carl. J. Salomon博士提出高速切削概念，并于同年申请了专利以来，高速切削技术的发展经历了高速切削的理论探索阶段、高速切削应用探索阶段、高速切削的初步应用阶段、高速切削的较成熟阶段等四个阶段，现已在生产中得到推广应用。
特别是20世纪80年代以来各工业发达国家相继投入大量人力、财力，研究开发高速切削技术及相关技术，发展迅速。
国外近几年来高速加工机床发展迅速，美国、法国、德国、日本、瑞士、英国、加拿大、意大利等国家相继开发了各自的高速切削机床。
高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，通常采用主轴、电动机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，主轴支承一般使用陶瓷轴承、静压轴承、动压轴承、空气轴承以及油0气润滑、喷射润滑等技术，也有使用磁力轴承的。
进给系统则开始采用直线电动机或小导程大尺寸高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠，以提供更高的进给速度和更好的加、减速特性，最大加速度可达2～10g。
CNC 控制系统则使用多片32位或64位CPU，以满足高速切削加工对系统快速数据处理能力的要求，并采用前馈和大量超前程序段处理功能，以保证高速加工时的插补精度。
采用强力高压、高效的冷却系统以解决极热切屑问题。
采用温控循环水(或其它介质)来冷却主轴电动机、主轴轴承、直线电动机、液压油箱、电气柜，有的甚至冷却主轴箱、横梁、床身等大构件。
采取更完备的安全保障措施保证机床操作者及机床周围现场人员的安全，避免机床、刀具、工
件及有关设施的损伤；识别和避免可能引起重大事故的工况；保证产品产量与质量。
研究工件的材料特性对加工方法的影响，一些难加工材料如镍基合金、钛合金和纤维增强塑料等，在高速条件下变得易于切削。
另外，不同材料最佳切削速度也不同，工件材料还是选择刀具及加工参数的重要依据，一般在高速加工中，宜采用高转速、中小切深、快进给、多行程，但是在高速加工的工艺参数选择方面，目前国际上没有面向生产实用的数据库可以参考。
高速切削机理的研究主要包括高速切削过程中的切屑成形机理、切削力、切削热变化规律及刀具磨损机理对加工效率、加工精度和加工表面完整性的影响规律。
目前对铝合金的高速切削机理研究，已取得了较为成熟的结论，并已用于指导铝合金的高速切削生产实践。
但对黑色金属及难加工材料的高速切削加工机理研究尚在探索阶段，其高速切削工艺规范还很不完善，是目前高速切削生产中的难点，也是切削加工领域研究的焦点。
另外，高速切削已进入铰孔、攻丝等的应用中，其机理也都在不断研究之中。
就目前而言，对高速切削时的切削力、切削温度、刀具磨损与刀具寿命、加工表面质量与加工精度的变化规律还需要做更加深入的研究和探讨。
3 高速切削技术国内发展现状
高速切削在国内的研究及应用起步较晚，但进入20世纪90年代以来已普遍引起关注。
目前全国大约有300多万台机床，大部分还是通用机床，数控机床包括经济型在内大致占10%左右，在航空、航天、汽车、模具、机床和工程机械等行业进口数控机床和加工中心占了较大比例。
现在国内10000～15000r/min的立式加工中心和18000r/min的卧式加工中心已开发成功并生产问世，生产的高速数字化仿形铣床最高转速达到了40000r/min，3500～4000r/min的数控车床和车削中心已成批生产，8000r/min的数控车床也已问世。
高速机床的高档数控系统和开放式数控系统正在深入研究中，但目前主要还是依赖进口。
目前国内正逐步开始推广应用高速切削技术，主要是应用在航空航天、模具和汽车工业，加工铝合金和铸铁较多，但采用的刀具以进口为主。
国内刀具材料目前仍以高速钢、硬质合金刀具为主，先进刀具材料(如涂层硬质合金、金属陶瓷、陶瓷刀具、CBN和PCD刀具等)虽有一定基础，但应用范围不够广泛。
总的来说，切削速度普遍偏低，切削水平和加工效率较低。
高速切削基础理论研究起步较晚，80年代以来，国内对陶瓷刀具高速硬切削时的切屑形成、切削温度、切削力、刀具磨损与破损、刀具寿命和加工表面质量等规律进行了系统研究，并已在生产中得到较多应用。
自90年代以来，对高速切削铝合金、钢、铸铁、高温合金、钛合金等的切削力、切削温度、刀具磨损与破损和刀具寿命进行了一定研究和探讨，但还没有进行全面系统的研究。
对切削加工过程的监控技术研究较多，但投入生产使用的较少。
附表各种加工方法的高速
4 高速切削的应用
由于高速切削机床和刀具技术及相关技术的迅速进步，高速切削技术已应用于航空、航天、汽车、模具、机床等行业中，车、铣、镗、钻、拉、铰、攻丝、磨削铝合金、钢、铸铁、钛合金、镍基合金、铅、铜及铜合金、纤维增强的合成树脂等几乎所有传统切削能加工的材料，以及传统切削很难加工的材料。
刀具材料主要使用碳素工具钢、超高速钢、硬质合金、涂层刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼、天然金刚石、人工金刚石、聚晶金刚石等。
目前国际上高速切削加工技术主要应用于汽车工业、工件本身或刀具系统刚性不足的加工领域及加工复杂曲面的领域。
不同加工方式、不同工件材料有不同的高速切削范围。
不同加工方式高速切削线速度的范围见附表，附图所示为几种常见工件材料高速铣削时的速度范围。
高速切削还在进一步发展中，预计铣削加工铝的切削速度可达到10000m/min，加工铸铁可达到5000m/min，加工普通钢也将达到2500m/min；钻削加工铝切削转速可达到
30000r/min，加工铸铁达到20000r/min，加工普通钢达到10000r/min。
5 高速切削存在的问题及发展展望
高速切削是切削加工发展的主要方向之一，它除依赖于数控技术、微电子技术、新材料和新颖构件等基础技术的发展外，自身亦存在着一系列亟待攻克的技术问题，如刀具磨损严重，高速切削刀具切入切出时破损问题，高速切削用刀具材料价格昂贵，铣、镗等回转刀具及主轴需要动平衡，刀具夹持要牢靠安全，主轴系统昂贵且寿命短，而且所用高速加工机床及其控制系统价格昂贵，使得高速切削的一次性投入较大，这些问题制约着高速切削的进一
步推广应用。
高速切削发展趋势和未来研究方向归纳起来主要有：(1)新一代高速大功率机床的开发与研制；(2)高速切削动态特性及稳定性的研究；(3)高速切削机理的深入研究；(4)新一代抗热振性好、耐磨性好、寿命长的刀具材料的研制及适宜于高速切削的刀具结构的研究；(5)进一步拓宽高速切削工件材料及其高速切削工艺范围；(6)开发适用于高速切削加工状态的监控技术；(7)建立高速切削数据库，开发适于高速切削加工的编程技术以进一步推广高速切削加工技术；(8)基于高速切削工艺，开发推广干式(准干式)切削绿色制造技术；
(9)基于高速切削，开发推广高能加工技术。
6 结束语
发展先进制造技术，振兴我国制造业，迎接新世纪的挑战乃是建立强大工业国家的根本。
高速切削技术是先进的制造技术，有广阔的应用前景。
推广应用高速切削技术不但可以大幅度提高机械加工的效率、质量，降低成本，而且可以带动一系列高新技术产业的发展。
加强高速切削技术的基础研究，建立高速切削数据库、高速切削安全技术标准，提高机床和工具行业的开发创新能力，加快高速切削刀具系统、高速切削机床系统的研究开发与产业化，已是当务之急。