高速切削刀具

    高速切削的研究歷史，可以追溯到二十世紀30年代由德國Carl Salomon博士首次提出的有關高速切削的概念。

    Salomon博士的研究突破了傳統切削理論對切削熱的認識，認為切削熱只是在傳統切削速度范圍內是與切削速度成單調遞增函數關系。而當切削速度突破一定限度以后，切削溫度不再隨切削速度的增加而增加，反而會隨切削速度的增加而降低，即與切削速度在較高速度的范圍內成單調遞減函數。Salomon博士的研究因第二次世界大戰而中斷。50年代后期開始，高速切削的試驗又開始進入各種試驗研究，高速切削的機理開始被科學家們所認識。1979年開始由德國政府研究技術部資助、德國Darmstadt大學PTW研究所牽頭、由大學研究機構、機床制造商、刀具制造商、用戶等多方面共同組成的研究團隊對高速銑削展開了系統的研究。除了高速切削機理外，研究團隊同步研究解決高速銑削中機床、刀具、工藝參數等多方面的應用解決方案，使高速銑削在加工機理尚未得到完全共識的情況下首先在鋁合金加工和硬材料加工等領域得到應用，解決模具、汽車、航空等領域的加工需求，從而取得了巨大的經濟效益。

    從目前的試驗看，隨著切削速度的逐步提高，切削時的變形規律發生一些改變。切屑中的剪切變形逐漸加劇，剪切區的滑移逐漸加強，即使是塑性材料的切屑形態，也會逐漸從帶狀切屑轉變為鋸齒狀切屑，進而有可能進一步轉變為單元狀切屑。下圖是鎳基高溫合金在不同的切削速度下切屑的形態。

    v=106m/min v=125m/min v=160m/min v=200m/min

    由于在高速切削的條件下切屑會由帶狀切屑轉變為單元切屑，切屑與前刀面的摩擦將不再是切削力和切削熱的主要來源之一；同樣由于切削速度的提高，后刀面處工件材料的彈性變形也將由于變形速度逐漸跟不上切削速度而減少，后刀面的摩擦也因此而減少，從而對降低切削力和切削熱產生有利的影響。因此在高速切削時，主要的切削熱將由切屑導出，而工件和刀具的溫升都非常小，高速切削也被成為“冷態切削”。

    德國高速切削研究團隊認為，高速切削的速度范圍應該是傳統切削速度的5-10倍。而實現高速切削可能涉及機床、刀具、工件、工藝參數等諸多方面的問題。