高速切削技术浅析
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期缩短 。 （） ３ 汽车工业是 高速切 削的叉—应用 领域 。汽车发动机的 箱体 、 气缸盖多用组合机 床加 工 。
３ 高 速切 削刀具 材料
高速切削时 ， 不同的工件材料选用与其合理 匹配 的刀具 对 材料和允许 的切削条件 ， 能获得最佳 的切削效果 。 才 据此 ， 针对
目前 生产中广泛应用 的铝合金 、 铸铁 、 钢及合金 和耐热合金等
文章编号 ：６ ２ ５ ． （ ０ ８）５ ０ ６ ０ １７ — ４ Ｘ ２０ ０ － １ － ２ ５ ３
２ 纪３ Ｏ世 Ｏ年代 ， 萨尔蒙经 过研究预测 出， 当高速 加工金 属时 ， 削速度与切削温度有 如下关系 ： 切 当切削速度 大于一定 值后 ， 切削速度增 加越 快 ， 其切削温度愈 降低 ， 以实现改善材 可 料 的切 削性 、 降低切削阻力和提 高加工 精度 的 目的 ， 且刀具 而
（） １ 在航空工业轻合金 的加工。飞机制造业是最早采用高
速 铣削的行业 。飞机上 的零件通常采用 “ 体制造法 ” 即在整 整 ，
１高速切削技术的特点
传统 加工方式强调大切削量 、低进给速度 和低主轴转速。 从而要求机 床具有很大功率的主轴和很 强的机床 刚性结构 。 由 于刀具 和工件在加工过程 中都承受着很 大的切 削力 ， 使表面产 生很 高的热量 ， 造成工件热变形 ， 影响加工精 度和表 面质量 ， 并 且使刀具发热 、 损加快 、 磨 寿命大幅降低 。 高速 加工则采用 了高转速 、 移动 、 快 小切 削量 和小 的进给深 度 。这就极 大减小 了切削抗力 ， 主轴 、 刀具和工件受力 变小 ， 热 量几乎都 被铁屑带走 ， 速度越 高 ， 刀具 和工件承受 的热量会越 小 。因此 ， 件可以得到非 常好 的表面质量（ 工 ｍ级精度）并且 ， 刀具 的使用 寿命将大 幅度提高 。 高速铣削工艺相对常规加工具 有 以下非常 明显 的特点 ： （） １ 加工效 率高 。进 给率 较常规提高 ５～１ ， Ｏ倍 材料去除 率提高 ３～６ 。 倍
维普资讯
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ５， ０ ８ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ ０ ｉ
高速切 削技术浅析
陈 娜
（ 湖南省张家界航空工业 职业 技术 学院 ，湖南 张家界 ４ ７０ ） ２ ０ ０
带走 ， 工件集聚热量少 ， 温升低 ， 适于加工易氧化 和易产生热变
形的零 件。
收稿 日期 ：０ ８ ０ － １ ２０—２０ 作者简介 ： 娜 （ ９Ｏ ）女 ， 陈 １ ８ 一 ， 助教 ， 硕士在读 ， 事数控专业 的教学 和数控工程研究。 工程 从
１６ ３
维普资讯
《 装备制造技术）０ ８ ） ０ 年第 ５ ２ 期
（） ２ 切削力小。较常规切 削降低至少 ３ ％， ０ 径向力降低更
体 上“ 空” 掏 加工 以形成多筋 薄壁 构件 ， 金属切除 量相当大 ， 其
这 正是 高速切削 的用武之地 。
（） ２ 模具制造业也是高速切削应用 的重要领域 。模具型腔 加工过 去一直为 电加工所垄断 ， 但其加工效率低 。而 高速 加工 切削力小 ， 加工 表面粗糙度值 又很小 ， 生产效率 大大提高 ， 使 周
（） ４ 加工精度高 。刀 具激振频率远离工艺系统 固有频 率 ，
不 易产 生振动 ； 因切 削力 小 ， 变形小 ， 又 热 残余应力小 ， 易于保 证加工精度 和表 面质量。
（ ） 序集 约化 。可 获得 高 的加 工精度 和低 的表 面粗 糙 ５工
度， 在一 定的条件下 ， 可对硬表面加工 ， 从而使工序集约化 。这 对模具加工有特别意义。
摘 要 ： 绍 了高速切 削技术 的特点 、 用领域及 刀具材料 ， 介 应 阐述 了应对 不同的工件材料 选用与其合理 匹配的 刀具材料和切 削条件 ， 使其 获得最佳的高速切 削效 果。 关键词 ： 高速切 削； 刀具材料 ； 削效果 切
中图分类 号： Ｇ ０ ． Ｔ ５ ６１
文献标识码 ： Ｂ
的高速切削 ， 已发展 的刀 具材料主要有金刚石 、 方氮化硼 、 立 陶
瓷刀具 、 涂层刀具等 。
（ ） 刚 石 刀 具 １金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
明显。 这有 利于减小工件受力变形 ， 适合 加工 薄壁件 和细长件 。
（） ３ 切削热少 。加工过程迅速 ，５ ９ ％以上 的切削热 被切屑
金 刚石 是碳 的同素异 构体 ， 具有极高 的硬 度 ， 现有 的金 刚 石 刀具分为天然金 刚石 和人造金 刚石刀具 。 天然金 刚石 由于价 格 昂贵 ， 加工 、 焊接都非 常困难 ， 除少数特殊用 途外 （ 如手表精
～
２ 高速 切 削技术 的应 用
高速加工作 为一种新 的技术 ， 优点是显而易见 的 ， 其 它给
传 统的金属切 削理论带来 了一种革命性 的变化 。 目前 ， 高速切
削已不是实验室里 的技术 了， 它更多的是应用 于以下领域 ：
为 ３ ０～ ０ ０ ／ ｎ 高速磨肖 ０～３０ ／。 ０ ６ ０ ｍ ｍｉ， ０ ５ ０ｍｓ
不容易产生磨耗 。 萨尔蒙这一 预测成为高速切削技术思想 。目 前， 高速切 削技术 还没有统一 的定义 ， 一般 指采用超硬 材料 的
刀具 ， 通过极 大地 提高切削速度 和进 给速度 ， 来提高材料切 除 率、 加工精度 和加工表 面质量 的现代加工技术 。以主轴转速界 定： 高速 加工 的主轴转速 ≥１０ ０／ ｉ。 ０ ０ ｒ ｎ ａ ｒ 高速切削技术 涉及到多种切削方法 ： 铣 、 车、 磨等 。一般切 削速度范围因不同的加工方法 和不 同的工件材料而异 ， 常高 通 速车削切削速度 的范围为 ７ ０～ ０ ０ ／ ｌ，高速铣削 的范 围 ０ ７０ｍｒｎ ａ
３ 高 速切 削刀具 材料
高速切削时 ， 不同的工件材料选用与其合理 匹配 的刀具 对 材料和允许 的切削条件 ， 能获得最佳 的切削效果 。 才 据此 ， 针对
目前 生产中广泛应用 的铝合金 、 铸铁 、 钢及合金 和耐热合金等
文章编号 ：６ ２ ５ ． （ ０ ８）５ ０ ６ ０ １７ — ４ Ｘ ２０ ０ － １ － ２ ５ ３
２ 纪３ Ｏ世 Ｏ年代 ， 萨尔蒙经 过研究预测 出， 当高速 加工金 属时 ， 削速度与切削温度有 如下关系 ： 切 当切削速度 大于一定 值后 ， 切削速度增 加越 快 ， 其切削温度愈 降低 ， 以实现改善材 可 料 的切 削性 、 降低切削阻力和提 高加工 精度 的 目的 ， 且刀具 而
（） １ 在航空工业轻合金 的加工。飞机制造业是最早采用高
速 铣削的行业 。飞机上 的零件通常采用 “ 体制造法 ” 即在整 整 ，
１高速切削技术的特点
传统 加工方式强调大切削量 、低进给速度 和低主轴转速。 从而要求机 床具有很大功率的主轴和很 强的机床 刚性结构 。 由 于刀具 和工件在加工过程 中都承受着很 大的切 削力 ， 使表面产 生很 高的热量 ， 造成工件热变形 ， 影响加工精 度和表 面质量 ， 并 且使刀具发热 、 损加快 、 磨 寿命大幅降低 。 高速 加工则采用 了高转速 、 移动 、 快 小切 削量 和小 的进给深 度 。这就极 大减小 了切削抗力 ， 主轴 、 刀具和工件受力 变小 ， 热 量几乎都 被铁屑带走 ， 速度越 高 ， 刀具 和工件承受 的热量会越 小 。因此 ， 件可以得到非 常好 的表面质量（ 工 ｍ级精度）并且 ， 刀具 的使用 寿命将大 幅度提高 。 高速铣削工艺相对常规加工具 有 以下非常 明显 的特点 ： （） １ 加工效 率高 。进 给率 较常规提高 ５～１ ， Ｏ倍 材料去除 率提高 ３～６ 。 倍
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Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ５， ０ ８ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ ０ ｉ
高速切 削技术浅析
陈 娜
（ 湖南省张家界航空工业 职业 技术 学院 ，湖南 张家界 ４ ７０ ） ２ ０ ０
带走 ， 工件集聚热量少 ， 温升低 ， 适于加工易氧化 和易产生热变
形的零 件。
收稿 日期 ：０ ８ ０ － １ ２０—２０ 作者简介 ： 娜 （ ９Ｏ ）女 ， 陈 １ ８ 一 ， 助教 ， 硕士在读 ， 事数控专业 的教学 和数控工程研究。 工程 从
１６ ３
维普资讯
《 装备制造技术）０ ８ ） ０ 年第 ５ ２ 期
（） ２ 切削力小。较常规切 削降低至少 ３ ％， ０ 径向力降低更
体 上“ 空” 掏 加工 以形成多筋 薄壁 构件 ， 金属切除 量相当大 ， 其
这 正是 高速切削 的用武之地 。
（） ２ 模具制造业也是高速切削应用 的重要领域 。模具型腔 加工过 去一直为 电加工所垄断 ， 但其加工效率低 。而 高速 加工 切削力小 ， 加工 表面粗糙度值 又很小 ， 生产效率 大大提高 ， 使 周
（） ４ 加工精度高 。刀 具激振频率远离工艺系统 固有频 率 ，
不 易产 生振动 ； 因切 削力 小 ， 变形小 ， 又 热 残余应力小 ， 易于保 证加工精度 和表 面质量。
（ ） 序集 约化 。可 获得 高 的加 工精度 和低 的表 面粗 糙 ５工
度， 在一 定的条件下 ， 可对硬表面加工 ， 从而使工序集约化 。这 对模具加工有特别意义。
摘 要 ： 绍 了高速切 削技术 的特点 、 用领域及 刀具材料 ， 介 应 阐述 了应对 不同的工件材料 选用与其合理 匹配的 刀具材料和切 削条件 ， 使其 获得最佳的高速切 削效 果。 关键词 ： 高速切 削； 刀具材料 ； 削效果 切
中图分类 号： Ｇ ０ ． Ｔ ５ ６１
文献标识码 ： Ｂ
的高速切削 ， 已发展 的刀 具材料主要有金刚石 、 方氮化硼 、 立 陶
瓷刀具 、 涂层刀具等 。
（ ） 刚 石 刀 具 １金
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
明显。 这有 利于减小工件受力变形 ， 适合 加工 薄壁件 和细长件 。
（） ３ 切削热少 。加工过程迅速 ，５ ９ ％以上 的切削热 被切屑
金 刚石 是碳 的同素异 构体 ， 具有极高 的硬 度 ， 现有 的金 刚 石 刀具分为天然金 刚石 和人造金 刚石刀具 。 天然金 刚石 由于价 格 昂贵 ， 加工 、 焊接都非 常困难 ， 除少数特殊用 途外 （ 如手表精
～
２ 高速 切 削技术 的应 用
高速加工作 为一种新 的技术 ， 优点是显而易见 的 ， 其 它给
传 统的金属切 削理论带来 了一种革命性 的变化 。 目前 ， 高速切
削已不是实验室里 的技术 了， 它更多的是应用 于以下领域 ：
为 ３ ０～ ０ ０ ／ ｎ 高速磨肖 ０～３０ ／。 ０ ６ ０ ｍ ｍｉ， ０ ５ ０ｍｓ
不容易产生磨耗 。 萨尔蒙这一 预测成为高速切削技术思想 。目 前， 高速切 削技术 还没有统一 的定义 ， 一般 指采用超硬 材料 的
刀具 ， 通过极 大地 提高切削速度 和进 给速度 ， 来提高材料切 除 率、 加工精度 和加工表 面质量 的现代加工技术 。以主轴转速界 定： 高速 加工 的主轴转速 ≥１０ ０／ ｉ。 ０ ０ ｒ ｎ ａ ｒ 高速切削技术 涉及到多种切削方法 ： 铣 、 车、 磨等 。一般切 削速度范围因不同的加工方法 和不 同的工件材料而异 ， 常高 通 速车削切削速度 的范围为 ７ ０～ ０ ０ ／ ｌ，高速铣削 的范 围 ０ ７０ｍｒｎ ａ