高速切削加工技術(shù)及其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

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

      高速切削加工的技術(shù)特征

      高速切削是實現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù)，工序的集約化和設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率�？梢哉f，高速切削加工是一種不增加設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)。其技術(shù)特征主要表現(xiàn)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(zhuǎn)速很高，一般將主軸轉(zhuǎn)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(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率（Dominant Natural Frequency）。

      1992年，德國Darmstadt工業(yè)大學(xué)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(qū)（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(guān)的技術(shù)人員所期待的或者可望實現(xiàn)的切削速度。

      與傳統(tǒng)加工相比，由于高速切削顯著地提高了切削速度，從而導(dǎo)致工件與前刀面的摩擦增大并導(dǎo)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(chǎn)生更加流暢。同時由于加工產(chǎn)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(dǎo)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(shù)的優(yōu)點主要在于：提高生產(chǎn)效率；提高加工精度和表面質(zhì)量；降低切削阻力。