高速切削加工技術及其在汽車工業中的應用

高速切削加工是面向21世問紀的一項高新技術，它以高效率、高精度和高表面質量為基本特征，在汽車工業、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業中獲得了越來越廣泛的應用，并已取得了重大的技術經濟效益，是當代先進制造技術的重要組成部分。

      高速切削加工的技術特征

      高速切削是實現高效率制造的核心技術，工序的集約化和設備的通用化使之具有很高的生產效率�？梢哉f，高速切削加工是一種不增加設備數量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術。其技術特征主要表現在如下幾個方面：

      1）切削速度很高，通常認為其速度超過普通切削的5～10倍：

      2）機床主軸轉速很高，一般將主軸轉速在10000～20000r/min以上；

      3）進給速度很高，通常達15～50m/min，最高可達90m/min

      4）對于不同的切削材料和所采用的刀具材料，高速切削的含義也不盡相同；

      5）切削過程中，刀刃的通過頻率（Tooth Passing Freqnency）接近于“機床-刀具-工件”系統的主導自然頻率（Dominant Natural Frequency）。

      1992年，德國Darmstadt工業大學的H.Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工（High Speed Manu facturing，HSM）的概念及其涵蓋的范圍，如圖1所示。認為對于·不同的切削對象，圖中所示的過渡區（Transition）即為通常所謂的高速切削范圍，這也是金屬切削工藝相關的技術人員所期待的或者可望實現的切削速度。

      與傳統加工相比，由于高速切削顯著地提高了切削速度，從而導致工件與前刀面的摩擦增大并導致切屑和刀具接觸面溫度的提高。在該接觸點，摩擦帶來的高溫能達到工件材料的熔點，使得切屑變軟甚至液化，因而大大減小了對切削刀具的阻力，也就是減小了切削力，使得切削變得輕快，切屑的產生更加流暢。同時由于加工產生的熱量的70%～80%都集中在切屑上，而切屑的去除速度很快，所以傳導到工件上的熱量大大減少，提高了加工精度。高速切削加工技術的優點主要在于：提高生產效率；提高加工精度和表面質量；降低切削阻力。