金属高速切削加工技术研究

◎刘会明 许桂珍

随着我国生产技术的创新发展，在加工领域中，高速切削技术得到了广泛的应用，已经成为了制造业中的核心技术，不论是工序集约化，还是设备通用化上，均实现了良好的应用效果，大大提高了整体生产效能。在工件加工中，需要使用不同的材料，而材料的不同也存在一个不同的速度范围，材料适应速度的变化，才能确保不变形、不走样，加工出想要的形状。不论是哪一种工件材料，均在实际加工中存在一定高速区，要想实现精准的切削，则需要满足区域的要求，在这个区域加工生产，就会比较顺利，通过高速切削，能够大幅度减少切削时间，成倍提高机床生产率。

一、切削技术概述

工件的加工需要严格进行切削，进行切削加工时，要有优良的技术保证，通过技术应用，保证切削效果，对材料加工时，会使用到各种不同的切削工具，这样，才能对材料进行精准的加工与生产，生产出人们想要的形状。切削主要是根据部件要求，对相应材料进行多余层去除，这样，就能够达到人们想要的样子，满足部件生产需要。机械零件生产、模具生产同样会使用到切削技术，在工业生产中应用较为广泛。

切削技术是一项严密的技术，对时间有着严格的规定，根据不同的部件情况，做好时间设计，技术包含较为全面，主要包括非切削时间和切削时间两部分时间。非切削时间主要是准备的时间，在整个加工过程中占比大，通过精心的准备，全面提高效率，对后期的精准加工降低了切削时间，要想全面发挥技术作用，就需要通过综合性的技术研究，全面提高整体工作效率，有效发展好复合加工技术、高速切削技术等，才能大大提高生产效率，满足不同条件下的生产需要。工业工艺技术不断提高的同时，也推动了切削技术向更加高效的阶段迈进，当前，更加先进的高速切削、复合切削、精密切削等新技术已经被广泛应用到各种加工领域，在生产中起到了重要的作用，切削加工技术已经达到全新高度，和传统的切削技术相比较，现代的技术更加高效快速，实现了质的飞跃。随着技术越来越成熟，更加先进的高速切削、高精切削、微精切削、虚拟切削等已经成为主流，在各个领域发挥了作用。

二、高速切削加工的优越性

1.节省了成本。随着切削速度的不断提升，对材料的加工更加精细，材料切除速度较以往提高了许多，工作整体效率大幅提升，从时间成本看，无疑缩短了生产的时间成本，节余了大量的加工时间，有效提高了加工效率，保证了生产质量。

2.提高了精度。进行高速切削的时候，能够全面解决精细加工，大大提升了整体切削速度，切削力有效控制后，径向切削力尤为明显突出，有利于加工钢性差、壁薄的零部件，保证了成本的节省。切屑速度快，转动后会排出大量热量，工件内部热量降低，保证了工件精度。

3.提高了光洁度。高速切削主轴整体转速加快，切削系统共组频率与机床固有频率相互一致性更强，这样的技术创新，能够全面保证表面粗糙零件加工，对于进一步提高零件表明光洁度有促进。

4.延长使用寿命。高速切削加工能够对各种复杂的材料做好加工生产，传统生产过程中，会产生电火花，并不安全，也影响刀具的使用寿命，通过技术创新，大大提高了刀具的使用寿命，保证了在恒定负载下顺利工作。

三、高速切削加工对刀具的要求

1.对刀柄系统的要求。高速切削的时候，刀柄系统需要维持良好的动平衡，其平衡程度决定了加工的质量与效果，只有全面保证动平衡，才能提高加工效率，在调整转速时保证相同的离心力，确保对材料的切削精度与速度。刀柄系统由主轴、刀柄、刀具三部分组成，各部分的相互协调，才能确保转速，进行切削时，要全面顾及到三部分的协调关系，保证同心力，刀和轴连接部位是主要的部位，连接部位性能好坏，直接影响到最后的加工效果，两个部位连接较好的是1：10 中空短锥刀柄系统。

2.对刀具材料的要求。高速切削加工的时候，刀具材料选择也是关键性技术，材料不同则效果不同，要全面保证刀具材料和工件材料整体性能上的一致性，保证二者能够相互匹配，要根据不同的材料，选择性能不同的刀具材料和工件材料，全面考虑到物理性能和化学性能带来了影响与变化，以此，保证刀具材料最优化，实现科学的切削加工生产，当前，高速切削刀具材料必须要满足高硬度、高耐热、高强度需求，这样，才能保证加工效果，避免刀具的损伤。

四、高速切削加工的关键技术

1.高速切削机理研究。高速切削加工技术在实践中得到了广泛的应用，其效果较好，通过对比研究，我们发现，高速切削机理具备优势，从整体加工过程看，切削力、切削热、刀具磨损程度均降低，全面提高了加工的整体效率，在对高速机床开发设计中，理论上提供了强大的支撑，为未来刀具的性能改善，奠定了基础性研究方向。

2.高速切削刀具。高速切削对刀具的要求较高，随着切削速度增加，大大提升了材料的一次切除率，保证加工的时间，提高了生产速度。材料应变率越来越高，与传统切削条件相比，当前的技术条件更加优越，刀具与工件间接触面较少，刀具耐热性、硬度、磨损等技术也在不断完善，保证了生产的时效性。

3.高速切削机床。切削机床性能决定了加工的质量，机床包括床身、冷却系统、加工环境等。高速主轴主要是核心部件，可以说，主轴就是机床心脏。高速伺服系统能够提高生产的精度与准度，全面保证加工速度与质量，避免刀具因磨损产生破坏工件的情况。高精度快速进给系统，是整机的重要部分，与高速伺服系统相同，也是保证刀具可以正常工作的，保护加工过程中不损坏工件。高速CNC 控制系统是信息化处理系统，内部数据处理速度更加提升，要计算机的驱动下，应用程序存储量发挥了重大的作用。机床床身、工作台支撑各部位。

五、高速切削的未来应用

随着高速切削机床和刀具技术的与创新，高速切削加工技术逐渐成为重要的技术，在航天、航海、汽车等产业加工中起到了重要的作用。高速切削加工技术自身优势越来越明显，能够对不容易加工的材料进行切削，刀具材料也有了全面的升级，碳素工具钢、超高速刚、天然金刚石等已经成为新型材料，广泛应用到实践刀具生产中，提高了生产的速度与精度。随着技术的不断发展，现阶段，切削技术还处在高速发展时期，未来，更加先进的刀具材料将会在硬度和耐磨度上得到广泛提高，更加扩大了应用范围。

六、结束语

高速切削加工已经成为主流，全面提高了生产的效率，减少了对环境的污染，只有全面发展新技术，才能推动金属切削加工技术成果转化，使其更加符合趋势，逐步代替传统方式，推动制造业快速发展。