高速切削技术1

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1、先进制造技术专题高速切削技术清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所冯平法先进制造技术专题高速切削技术切削技术的新发展高速切削的定义高速切削的特征和应用领域面向高速切削的切削刀具面向高速切削的制造装备面向高速切削的夹紧技术高速切削的安全防护先进制造技术专题高速切削技术提高加工质量降低加工成本提高生产率切削加工提高柔性提高切削速度提高精度扩大加工材料范围减少消耗柔性制造系统高速切削精密与超精密加工硬材料切削干切削与微切削目标手段切削技术的新发展先进制造技术专题高速切削技术切削技术的新发展高速切削干切削硬切削边界条件机床与装备＋机床新概念＋驱动系统＋控制系统＋夹紧系统刀具＋刀具材料＋刀

2、具涂层＋标准化与多功能化刀具先进制造技术专题高速切削技术高速切削的定义高速切削是一个相对概念，是相对常规切削而言，用较高的切削速度对工件进行切削。一般认为应是常规切削速度的5～10倍。高速切削的速度范围与加工方法和工件材料密切相关。HSC＝High-Speed-CuttingHSM＝High-Speed-MachiningHSM＝High-Speed-MillingHSD＝High-Speed-DrillingHST＝High-Speed-TurningHSTM＝High-Speed-Turn-Milling先进制造技术专题高速切削技术高速切削的定义高速范围与加工材料密切相关来源：

3、PTW先进制造技术专题高速切削技术高速切削的定义高速范围与加工方法密切相关车削：700～7000 m/min；铣削：300～6000 m/min；钻削：200～1100 m/min；磨削：150m/s以上。例如：在切削灰铸铁时，1000m/min以上才是高速车削，而400m/min就定义为高速钻削。先进制造技术专题高速切削技术高速切削的定义20世纪20年代德国物理学家Carl.J.Salomon提出高速加工的理论先进制造技术专题高速切削技术高速切削的定义20世纪80年代以来，新型刀具材料的发展为高速切削的实际应用创造了条件。先进制造技术专题高速切削技术高速切削的特征来源：PTW先进

4、制造技术专题高速切削技术高速切削的特征工件材料：X100CrMoV51(2363)，60HRC刀具：球头刀：d=6mm刀刃数：2（CBN时1）刀具材料：HM：硬质合金，TiN涂层CBN：立方氮化錋Cermet：金属陶瓷（切削速度）（刀具寿命）切削速度对刀具寿命的影响来源：PTW先进制造技术专题高速切削技术高速切削的特征提高单位时间的切除量，降低产品的制造时间（常规铣削）（高速铣削）后续工作精加工半精加工粗加工加工准备设计来源：BMW先进制造技术专题高速切削技术高速切削的特征提高加工表面质量行距行距实际轮廓要求轮廓加工余量行距来源：PTW先进制造技术专题高速切削技术高速切削的特征降低

5、切削力（切削速度）（主切削力）（用PCD刀具材料车削铝合金）来源：PTW先进制造技术专题高速切削技术高速切削的特征减少传递给工件的热量切屑和接触面之间的接触区域产生的高温会导致温度效应并降低工件材料变形的阻力剪切角增大切削热大部分由切屑快速带走避免积屑瘤的产生工件后刀面刀具前刀面接触区高速切削的剪切角常规切削的剪切角先进制造技术专题高速切削技术高速切削的优点高单位时间切除率，降低加工成本高加工表面质量，提高加工精度低切削力，降低加工系统力变形高激励频率，避免自激振荡切削热由切屑带走，减少工件热变形减少后续工序，降低加工成本先进制造技术专题高速切削技术高速切削的应用领域航空航天工业轻

6、合金的加工：飞机上的零件通常采用“整体制造法”，其金属切除量相当大（一般在70％以上），采用高速切削可以大大缩短切削时间。模具制造业：型腔加工同样有很大的金属切除量，过去一直为电加工所垄断，其加工效率低。汽车工业：对技术变化较快的汽车零件，采用高速加工。（过去多用组合机加工，柔性差）难加工材料的加工（如：Ni基高温合金和Ti合金）纤维增强复合材料加工精密零件加工薄壁易变形零件的加工先进制造技术专题高速切削技术高速切削的应用领域例1：高精度铝质模具型腔加工：在传统铣削加工中，由于铝熔点低，铝屑容易粘附在刀具上，虽经后续的铲刮、抛光工序，型腔也很难达到精度要求，在制时间达60小时。高速

7、铣削分粗、精两道工序：n精＝20000r/min，ap=0.2mm，vf=5m/min；加工周期仅为6小时，完全达到精度要求。例2：塑料的轮胎型芯加工：用传统方法(手工)需十几道工序，在制时间20天以上，也很难达到复杂轮胎花纹的技术要求。采用高速铣削，n＝18000r/min，ap=2mm，vf=10m/min，在制时间仅24小时就完全达到了工艺要求。先进制造技术专题高速切削技术实现高速切削的关键技术高速切削机理及工艺高性能刀具材料及刀具设计制造技术高性能机床及其附件