高速切削(hsc)技术、装备及应用初探

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1、高速切削(HSC)技术、装备及应用初探【摘要】高速切削技术是当前各高校研宄的重要课题之一，文章从高速切削的提出、所用装备和应用等方面较详细的介绍了高速切削的一些基本知识。【关键词】高速切削；技术装备当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺己经显示出很多的优点，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。一、高速切削技术(一)高速切削的提出1931年，德国切削物理学家萨洛蒙0博士提出一个假设，即同年申请德国专利(Machinewithhighcut?鄄tingspeeds)的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具

2、磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5〜6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状发展，所需单高速切削(HSC)技术、装备及应用初探【摘要】高速切削技术是当前各高校研宄的重要课题之一，文章从高速切削的提出、所用装备和应用等方面较详细的介绍了高速切削的一些基本知识。【关键词】高速切削；技术装备当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺己经显示出很多的优点，成

3、为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。一、高速切削技术(一)高速切削的提出1931年，德国切削物理学家萨洛蒙0博士提出一个假设，即同年申请德国专利(Machinewithhighcut?鄄tingspeeds)的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度，在切削速度达到临界速度之前，切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大，当切削速度达到普通切削速度的5〜6倍时，切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低，刀具磨损随切削速度增大而减小。切削塑性材料时，传统的加工方式为“重切削”，每一刀切削的排屑量都很大，即吃刀大，但进给速度低，切削力大。实践证明随着切削速度的提高，切

4、屑形态从带状、片状到碎屑状发展，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。（二）现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削，从而提高生产率。到目前为止，其原理仍未被现代科学研究所证实。但这一原理的成功应该不只局限于此。高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一，从现代科学技术的角度去确切定义高速切削，目前还没有取得一致，因为它是一个相对概念，不同的加工方式，不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等。事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的

5、系统工程，它涵盖了机床材料的研究及选用技术，机床结构设计和制造技术，高性能CNC控制系统、通讯系统，高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统，高精度快速进给系统，高性能刀具夹持系统，高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术，高效高精度测试测量技术，高速切削机理，高速切削工艺，适合高速加工的编程软件与编程策略等诸多相关的硬件和软件技术。只有在这些技术充分发展的基础上，建立起来的高速切削技术才具有真正的意义。所以要发挥出高速切削的优越性能，必须是CAD/CAM系统、CNC控制系统、数据通讯、机床、刀具和工艺等技术的完美组厶no（三）高速切削技术的发展现状与优点该项新技术始于20世纪8

6、0年代初期，美、德、法等国处于领先地位，英、日、瑞士等国亦追踪而上，至上世纪80年代后期，在上述国家里已形成了新兴的产业，年产值己达数十亿美元，并正在逐年上升。近期我国台湾省亦已起步，但大陆尚属空白。同济大学现代制造技术研宄所已跟德国Darmstadt大学建立了项目合作关系，并获得初步成果。按目前看，工业发达国家的航空、汽车、动力机械、模具、轴承、机床等行业首先受惠于该项新技术，使上述行业的产品质量明显提高，成本大幅度降低，获得了市场竞争优势。超高速切削技术是未来切削加工的方向，也是时代发展的产物。二、高速切削的技术装备（一）高速切削机床高速机床是实现高速加工的前提和基本条件

7、。在现代机床制造中，机床的高速化是一个必然的发展趋势。在要求机床高速的同时，还要求机床具有高精度和高的静、动刚度。为了适应粗精加工，轻重切削和快速移动，同时保证高精度（定位精度土），性能良好的机床是实现高速切削的关键因素。其关键技术有以下几项:1.高速主轴。高速主轴是高速切削机床的核心部件，在很大程度上决定了机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范高速主轴单元的性能取决于主轴的设计方法、材料、结构、轴承、润滑冷却、动平衡、噪声等多项相关技术，随着对主轴转速要求的不断提高，传统的齿轮一皮带变速传动系统由于