高速切削技術的特點
時間：2024-04-12 17:04:09 來源：admin 點擊：0次
高速切削理論是由德國物理學家薩洛蒙（Carl.J.Salomon）于1931年提出的，該理論的核心思想是任何一種材料均對應一個臨界切削速度，在常規(guī)切削速度范圍內(nèi)，即在達到臨界切削速度前，切削溫度和刀具的磨損均隨切削速度的增大而增大，但在切削速度超過臨界切削速度后，若繼續(xù)提高切削速度，切削溫度反而降低，而且刀具的磨損也減小。因而高速切削能夠大幅縮短切削加工時間，提高生產(chǎn)效率，而且還能獲得較好的加工表面質(zhì)量和較高的加工精度。
目前對于高速切削速度的范圍也沒有確切的界定，通常認為高速切削的切削速度應為常規(guī)切削速度的5～10倍或更高，進給速度一般為2～25m/min，有的可高達60～80m/min。加工材料和加工方法不同，高速切削速度范圍也有所區(qū)別，例如鑄鐵的高速切削速度范圍為900～3000m/min，而鋁合金和鈦合金材料的高速切削速度范圍則分別為1000～7000m/min和100～1000m/min；高速車削的切削速度范圍一般為700～7000m/min，而高速銑削和高速磨削的切削速度范圍則分別為600～6000m/min和5000～10000m/min。
高速切削技術已經(jīng)成為集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一體的先進制造技術，與常規(guī)切削相比，高速切削主要有以下優(yōu)點：（1）生產(chǎn)效率高。由于高速切削具有很高的切削速度和進給速度，因此高速切削時單位時間的材料去除率比常規(guī)切削有了大幅提高。高速切削特別適用于航空航天、汽車工業(yè)和模具制造等對材料去除率要求較大的行業(yè)。例如高速銑削某航空鋁合金零件時，若將機床主軸的轉(zhuǎn)速由4000r/min 提高到20000r/min，則單位時間的材料去除率可增加3倍，生產(chǎn)效率將是普通銑削的4～5倍。（2）切削力小。雖然高速切削的切削速度很高，但由于切削參數(shù)較小，因此同常規(guī)切削相比，剪切變形區(qū)反而變窄，剪切角增大，使切屑的流出速度大大加快，切削變形反而減小，因此高速切削的切削力比常規(guī)切削力降低30%～90%，所以高速切削特別適合于加工機床絲杠、飛機上的機翼壁板等細長軸類、薄板及薄壁類等剛度較差的零件，目前采用高速切削加工飛機上的薄壁零件的壁厚最小可達3～5μm。（3）熱變形小。高速切削具有很高的進給速度和切削速度，能夠大大縮短工件的切削時間，因此90%以上的切削熱還未傳給工件就已被高速流出的切屑帶走，所以因溫升而導致的工件熱變形甚微，故高速切削非常適合于加工細長的、易熱變形的、精度要求較高的零件。（4）加工精度高。高速切削時工件基本處于“無振動”的平穩(wěn)狀態(tài)，加之切削力和切削熱的影響較小，所以更容易獲得較高加工精度的零件。例如高速切削淬硬鋼材料時能獲得的表面粗糙度值Ra＜0.6μm，高速銑削灰鑄鐵工件時，其表面粗糙度值Ra可低至0.63μm，相當于磨削的工藝水平，因此高速切削特別適用于光學儀器及精密制造工業(yè)等領域。（5）可加工難加工材料。由于高速切削具有較小的切削力和切削變形，所以刀具不易磨損，可用于加工某些難加工的材料。例如航空航天工業(yè)大量采用鋁合金、鎂合金、鎳合金及鈦合金等材料，這些材料普遍具有高強度、高硬度、高耐磨性和耐沖擊等特性，傳統(tǒng)的加工方法存在切削溫度高、切削變形大、加工質(zhì)量差、刀具磨損嚴重及加工效率低等問題，而高速切削則能有效地減少刀具的磨損，延長刀具使用壽命，提高生產(chǎn)效率，并獲得較高的加工表面質(zhì)量。
