高速切削加工在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

高速切削加工的概念提出后，經(jīng)過長(zhǎng)期的探索、研究和發(fā)展，在近期才被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

目前，加工鋼件時(shí)切削速度已達(dá)到3000m/min，加工鑄鐵也達(dá)到3000m/min，而加工鋁合金時(shí)切削速度則達(dá)到7000m/min，比常用的切削速度提高了許多倍。除了高速切削外，高速磨削技術(shù)也已進(jìn)入實(shí)用階段。常規(guī)磨削速度為30～40m/s，而超高速磨削的速度已達(dá)到150m/s以上了。高速切削和磨削除了能大幅度提高生產(chǎn)率以外，還可以提高加工質(zhì)量，大大改善加工表面質(zhì)量。

　　 高速切削是指在比常規(guī)切削速度高出很多的速度下進(jìn)行的切削加工。傳統(tǒng)的切削速度和刀具壽命的關(guān)系被假定為線性關(guān)系，即刀具的速度越高，刀具的磨損越快。20世紀(jì)上半葉，一些研究人員發(fā)現(xiàn)，在某些加工過程中，切削速度達(dá)到某個(gè)值后，情況開始發(fā)生變化，刀具磨損加劇，但是速度繼續(xù)上升，超過這一值域，又可以恢復(fù)正常加工。經(jīng)過長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，人們意識(shí)到對(duì)于某一特定的被加工材料來說，在比現(xiàn)行使用的切削速度高許多倍的區(qū)域可能存在一個(gè)十分理想的切削條件。在這個(gè)切削條件下，生產(chǎn)率高，刀具耐用度長(zhǎng)，而且切削力也比較小。 

　　高速切削中切削力減小是高速切削技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的物理基礎(chǔ)。對(duì)于為什么速度高到一定程度，切削力會(huì)減小的問題，有人認(rèn)為是由于工件材料軟化所致。這種軟化可以理解為切削速度加快，切削剪切區(qū)溫度升高，材料屈服極限降低。也有研究者認(rèn)為，切削加工所需的能量在某一速度范圍內(nèi)達(dá)到平衡點(diǎn)，隨著切削速度進(jìn)一步加快，切削力降低，并在某一速度后保持不變，然后可能隨著切削的動(dòng)量改變略有變化。但這些推斷都還不能從材料變形機(jī)理上予以確切說明。所以，進(jìn)一步的研究應(yīng)當(dāng)考察切削中產(chǎn)生材料變形所需能量是否隨材料變形速度而變化，是否在變形速度（流變速度）超過某一極限值后改變了材料變形方式，從而使變形所需能量減少了。確定這一界限，尋求最佳切削速度具有重大的意義。 

　　怎樣定義高速切削？目前一般的定義是5～10倍于常規(guī)切削速度的切削稱為高速切削。筆者認(rèn)為，在薩洛蒙（Salomon）理論成立的前提下，特定材料切削速度達(dá)到極限速度時(shí)的切削狀態(tài)就應(yīng)稱為高速切削，高速切削不僅僅通過速度來劃分，而是跟材料的物理力學(xué)性能和切削狀態(tài)密切相關(guān)。 

　　盡管目前已形成了高速切削的實(shí)用技術(shù)，但高速切削機(jī)理研究還只停留在一個(gè)試驗(yàn)探索階段，在基礎(chǔ)理論上的研究還不成熟。從切削過程中材料的物理力學(xué)性能變化狀態(tài)，而不僅僅通過切削速度來區(qū)分常規(guī)切削加工和高速切削加工更為科學(xué)合理。