高速切削报告-国内外现状

超高速切削机床行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录绪论 (4)一、2023-2028年超高速切削机床行业企业市场突围战略分析 (4)(一)、在超高速切削机床行业树立“战略突破”理念 (4)(二)、确定超高速切削机床行业市场定位、产品定位和品牌定位 (5)1、市场定位 (5)2、产品定位 (5)3、品牌定位 (7)(三)、创新寻求突破 (8)1、基于消费升级的科技创新模式 (8)2、创新推动超高速切削机床行业更高质量发展 (9)3、尝试业态创新和品牌创新 (10)4、自主创新+品牌 (10)(四)、制定宣传计划 (12)1、策略一：学会做新闻、事件营销——低成本的传播工具 (12)2、策略二：学会以优秀的品牌视觉设计突出品牌特色 (12)3、策略三：学会使用网络营销 (12)二、2023-2028年超高速切削机床业市场运行趋势及存在问题分析 (13)(一)、2023-2028年超高速切削机床业市场运行动态分析 (13)(二)、现阶段超高速切削机床业存在的问题 (14)(三)、现阶段超高速切削机床业存在的问题 (14)(四)、规范超高速切削机床业的发展 (16)三、超高速切削机床企业战略目标 (16)四、超高速切削机床行业（2023-2028）发展趋势预测 (17)(一)、超高速切削机床行业当下面临的机会和挑战 (17)(二)、超高速切削机床行业经营理念快速转变的意义 (18)(三)、整合超高速切削机床行业的技术服务 (18)(四)、迅速转变超高速切削机床企业的增长动力 (18)五、超高速切削机床行业政策背景 (19)(一)、政策将会持续利好超高速切削机床行业发展 (19)(二)、超高速切削机床行业政策体系日趋完善 (19)(三)、超高速切削机床行业一级市场火热,国内专利不断攀升 (20)(四)、宏观经济背景下超高速切削机床行业的定位 (21)六、宏观经济对超高速切削机床行业的影响 (21)(一)、超高速切削机床行业线性决策机制分析 (22)(二)、超高速切削机床行业竞争与行业壁垒分析 (23)(三)、超高速切削机床行业库存管理波动分析 (23)七、超高速切削机床行业企业转型思考（2023-2028） (24)(一)、超高速切削机床业的内生延伸——选择与定位 (24)(二)、超高速切削机床跨行业转型延伸 (24)(三)、超高速切削机床企业资本计划分析 (25)(四)、超高速切削机床业的融资问题 (25)(五)、加强超高速切削机床行业人才引进，优化人才结构 (25)八、未来超高速切削机床企业发展的战略保障措施 (26)(一)、根据公司发展阶段及时调整组织结构 (26)(二)、加强人才培养和引进 (27)1、制定总体人才引进计划 (27)2、渠道人才引进 (28)3、内部员工竞聘 (28)(三)、加速信息化建设步伐 (29)九、超高速切削机床行业多元化趋势 (29)(一)、宏观机制升级 (29)(二)、服务模式多元化 (30)(三)、新的价格战将不可避免 (30)(四)、社会化特征增强 (30)(五)、信息化实施力度加大 (30)(六)、生态化建设进一步开放 (31)1、内生发展闭环,对外输出价值 (31)2、开放平台,共建生态 (31)(七)、呈现集群化分布 (32)(八)、各信息化厂商推动超高速切削机床发展 (32)(九)、政府采购政策加码 (33)(十)、个性化定制受宠 (33)(十一)、品牌不断强化 (33)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (34)(十三)、一体式服务为发展趋势 (34)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (34)十、“疫情”对超高速切削机床业可持续发展目标的影响及对策 (35)(一)、国内有关政府机构对超高速切削机床业的建议 (35)(二)、关于超高速切削机床产业上下游产业合作的建议 (36)(三)、突破超高速切削机床企业疫情的策略 (36)绪论本文主要分析了超高速切削机床行业公司在未来五年（2023-2028）中的市场突破份额，并提供了指导意见。

金属切削机床高速切削技术的发展分析目录一、前言 (2)二、高速切削技术的发展 (3)三、技术研发与创新驱动的投资策略 (7)四、技术创新推动市场升级 (11)五、技术研发与创新的风险 (17)六、绿色环保与节能技术的进展 (22)一、前言自动化技术的引入不仅体现在单台机床的智能化改造上，还在于生产线整体的自动化集成。

企业投资自动化生产线，通过与机器人、自动仓储系统及高效输送系统相结合，可以大幅提高生产线的灵活性、自动化程度以及产能。

例如，智能化的自动化机床可以实现无人工干预的全程加工，极大提高了生产效率。

这一技术趋势推动了机床行业从单台机床的自动化向整条生产线的自动化过渡，为行业带来了新的投资机遇。

金属切削机床作为工业制造的重要装备之一，广泛应用于汽车、航空航天、电子、模具、精密零部件等行业，是现代制造业中不可或缺的生产工具。

随着全球制造业的发展和技术创新，金属切削机床市场的规模持续扩大，市场竞争也日益激烈。

随着工业互联网、人工智能、大数据分析等技术的广泛应用，智能制造成为中国制造业转型的关键方向。

智能化机床设备不仅能够提高生产效率，还能通过自我学习、远程监控、故障预测等手段提升设备运行的稳定性和生产精度。

智能化、数字化和自动化机床的需求在中国市场中不断攀升，成为企业选择机床时的重要标准之一。

行业整合不仅有助于提升产品的研发能力和生产效率，还能通过提升产业链的协同效应，进一步增强市场的供应能力和响应速度。

这将进一步推动市场格局的优化，促进金属切削机床行业的健康、可持续发展。

声明：本文内容来源于公开渠道或根据行业大模型生成，对文中内容的准确性不作任何保证。

本文内容仅供参考，不构成相关领域的建议和依据。

二、高速切削技术的发展（一）高速切削技术的关键技术突破1、数控技术的进步高速切削技术得以快速发展的一个关键因素是数控技术的不断进步。

通过高精度的数控系统，机床能够在极高的转速下保持稳定的操作，确保加工过程中的精度和表面质量。

高速切削工艺发展若干问题的探讨高速切削技术因大幅度节省切削工时并实现高效精密生产，被视为现代制造技术的里程碑。

1 高速切削技术国外研究现状高速切削技术是在机床结构及材料、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关的硬件与软件技术均得到充分发展的基础上综合而成的。

德国Darmstadt工业大学PTW所以舒尔茨教授为核心的科研小组和日本京都大学工学研究科以垣野教授为核心的课题组均已研制出商品化的高速切削机床，在德国和日本的企业界，都分别享有较高的声誉。

舒尔茨教授在德国政府强有力的资助下，联合18家企业，共同攻关，从1984年到1989年，完成高速切削机床各相关硬件与软件的开发，研究水平超过了当时居领先地位的美国。

1993年，直线电机的出现拉开了高速进给的序幕，从而也使高速切削技术走向成熟应用阶段。

目前，PTW所研制的高速机床已在德国许多企业里应用。

高速立式铣削加工中心是该所特色产品，实用化的主轴转速为60,000r/min，最快进给速度X、Y、Z轴均为60m/min，加速度为2.5g，重复定位精度±1μm。

PTW所在研制高速切削机床的同时，还在高速切削工艺方面进行深入研究，在有色轻金属、复合材料、铸铁及模具钢等高速切削机理研究方面形成系统理论，以加工效率、加工精度和加工零件表面完整性为目标，对高速切削工艺进行优化，对指导高速切削生产起到很大作用。

研究内容有各种材料高速切削过程中切屑形成机理，刀具材料及切削参数优化，面向高速切削过程的CAD/CAM系统开发，刀夹系统安全性设计，刀具结构设计及动平衡，刀具空间位姿及走刀路径控制，少量气束喷雾冷却技术等。

该所高速切削研究成果已应用于汽车发动机、飞机框架构件及涡轮叶片的制造。

垣野教授联合9家企业，于1996年研制出日本第一台商品化卧式高速切削加工中心，该加工中心主轴转速30000r/min，最大进给速度80m/min，加速度为2g，重复定位精度±1μm。

标题：我国高速加工技术现状及发展趋势在当前工业生产中，高速加工技术已成为了提高加工效率、降低成本、改善产品质量的重要手段。

我国作为全球最大的制造业大国，高速加工技术的现状和发展趋势备受关注。

本文将从深度和广度两个方面对我国高速加工技术进行全面评估，并探讨其发展趋势。

一、我国高速加工技术的现状1. 高速加工技术的定义和特点高速加工技术是指在高速度下对工件进行切削加工的一种先进加工技术，具有高效率、高精度、高表面质量、低热影响区等特点。

2. 国内高速加工技术的发展历程自20世纪80年代以来，我国的高速加工技术得到了迅猛的发展，尤其是在航空航天、汽车制造、模具制造等行业得到了广泛应用。

3. 我国高速加工技术的应用现状高速加工技术在航空航天、汽车制造、模具制造、医疗器械等领域得到了广泛应用，成为提高生产效率和产品质量的重要手段。

二、我国高速加工技术的发展趋势1. 技术创新推动高速加工技术的发展随着科技的进步和不断创新，高速加工技术将会更加高效、精密、稳定，能够满足更加复杂的加工需求。

2. 智能制造与高速加工技术的融合智能制造将成为未来高速加工技术发展的重要方向，通过智能化、自动化技术，提高生产效率和产品质量。

3. 绿色制造与高速加工技术的结合高速加工技术在减少碳排放、节能减排方面将会有更大的发展空间，应用于绿色制造领域。

4. 人工智能在高速加工技术中的应用随着人工智能技术的快速发展，其在高速加工技术中的应用将会成为新的发展趋势，将提高生产效率和产品质量。

三、总结与展望我国高速加工技术在不断发展创新的过程中，已经取得了令人瞩目的成绩，但与发达国家相比仍有一定差距。

在未来发展中，需要加大科技投入力度，加强技术研发和创新，培养更多高端技术人才，不断提升我国的高速加工技术水平，推动制造业向高质量发展。

个人观点：高速加工技术作为先进制造技术的代表，将会对我国工业生产产生深远影响。

在未来，我相信随着科技的进步和不断创新，我国的高速加工技术将不断迈向更加高效、精密、稳定的发展方向，并为我国制造业的转型升级和智能制造提供重要支撑。

高速切削（HSM=High Speed Machining）一、高速切削理论的提出和定义1．提出：高速切削理论最早是由德国物理学家Carl.J.Salomon 在1931 年4 月提出。

并发表了著名的Salomon曲线[1]。

如图1（a）所示。

主要内容是：在常规切削速度范围内，切削温度随着切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值后，切削温度不但不升高反会降低，如图1(b)所示，且该切削速度值与工件材料的种类有关。

(a) (b)图1 切削温度变化曲线2、高速切削定义：目前高速切削技术比较普及的定义是根据1992年国际生产工程研究会(CIRP) 年会主题报告的定义：高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5 － 10 倍的切削加工。

机床主轴转速在10000-20000r/min以上，进给速度通常达15-50m/min，最高可达90m/min。

实际上，高速切削是一个相对概念，它包括高速铣削、高速车削、高速钻孔与高速车铣（绝大部分应用是高速铣削）等不同的加工方式，根据被加工材料的不同及加工方式的不同，其切削速度范围也不同。

目前，不同的加工材料，切削速度约在下述范围，如表1所示[1]：表1 切削速度范围被加工材料切削速度范围铝合金1000~7500m/min铜合金900~5000m/min铸铁900~5000m/min钢500~2000m/min耐热镍基合金500m/min钛合金150~1000m/min纤维增强塑料2000~9000m/min3.特征现代研究表明，高速切削时，切屑变形所消耗的能量大多数转变为热，切削速度高，产生的热量越大，基本切削区的高温有助于加速塑性变形和切屑形成。

而且大部分热量都被切屑带走。

高速切削变形过程显著特征为:第一变形区变窄，剪切角增大，变形系数减少，如图2；第二变形区的接触长度变短，切屑排出速度极高，前刀面受周期载荷的作用。

所以高速切削的切削变形小，切削力有大幅度下降，切削表面损伤减轻。

高速切削技术现状及存在的问题切削加工是机械加工应用最广泛的加工方法之一，而高速是它的重要发展方向，其中包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。

高速切削能够大幅度提高生产效率和单位时间内材料切除率，改善加工表面质量降低加工费用。

高速切削的概念与高速切削技术高速切削是一个相对概念，如何定义，目前尚无共识。

而且由于不同的加工方式、不同工件有不同的高速切削范围，因而也很难就高速切削的速度范围给出一个确切的定义。

高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件与软件技术均得到充分发展的基础之上综合而成的。

因此，高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及机床、刀具、工件、加工工艺过程参数及切削机理等诸多方面。

2 高速切削技术国外发展现状从德国Carl. J. Salomon博士提出高速切削概念，并于同年申请了专利以来，高速切削技术的发展经历了高速切削的理论探索阶段、高速切削应用探索阶段、高速切削的初步应用阶段、高速切削的较成熟阶段等四个阶段，现已在生产中得到推广应用。

特别是20世纪80年代以来各工业发达国家相继投入大量人力、财力，研究开发高速切削技术及相关技术，发展迅速。

国外近几年来高速加工机床发展迅速，美国、法国、德国、日本、瑞士、英国、加拿大、意大利等国家相继开发了各自的高速切削机床。

高速主轴是高速切削技术最重要的关键技术，通常采用主轴、电动机一体化的电主轴部件，实现无中间环节的直接传动，主轴支承一般使用陶瓷轴承、静压轴承、动压轴承、空气轴承以及油0气润滑、喷射润滑等技术，也有使用磁力轴承的。

进给系统则开始采用直线电动机或小导程大尺寸高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠，以提供更高的进给速度和更好的加、减速特性，最大加速度可达2～10g。

质合金焊接刀具的应用仍十分普遍；铝高速钢、粉末冶金高速钢的使用很少；由于市场供应的国产高速钢质量下滑，使含钴高速钢刀具品质较差；高性能硬质合金及细(超细)颗粒硬质合金较少，几乎无专用牌号。

我国的刀具涂层技术与国外相比差距较大，金刚石膜涂层技术尚处于研发阶段；尚无商品化TiCN涂层产品；TiAIN、MoS2涂层、纳米涂层等新技术尚待研究；具有优良耐磨性、抗高温、抗热震性的高速切削刀具材料也函待开发。

国内对于陶瓷刀具的研究较为充分，已基本建立了融切削学和陶瓷学为一体的、基于切削可靠性的陶瓷刀具材料设计、研究理论新体系。

国产氧化铝基陶瓷刀具已有近20个品种(部分产品性能及用途见表3) ，氮化硅基陶瓷刀具已有近10 个品种，陶瓷刀具的生产能力也较大。

目前陶瓷刀具的研发水平已达到国际先进水平，陶瓷刀具的性能水平也不低于国外同类产品。

已开发成功陶瓷—硬质合金复合刀片、梯度功能陶瓷刀片、多种采用协同增韧机理的陶瓷刀具等国外尚未见报道的新产品。

目前与国外的差距主要表现在制造工艺水平较低，高精度陶瓷刀片和某些品种的陶瓷刀具(如加入氮化物的陶瓷刀具)质量欠佳，陶瓷刀具的推广应用也不如发达国家普遍。

国内已开发出可分别用于车削、镗削、铣削等加工领域的多种不同CBN含量的CBN刀具和不同颗粒尺寸的PCD刀具，其中CBN刀具主要用于高速加工淬硬钢、高硬铸铁及某些难加工材料，PCD刀具则用于加工铝合金。

不足之处是品种规格不够齐全，某些产品质量欠佳，推广应用尚不普遍。

高速切削的技术装备作者：佚名文章来源：网络转载点击数： 112 更新时间：2006-4-24内容摘要: 高速切削(High Speed Cutting-HSC)概念起源于德国切削物理学家Carl Salomn的著名切削实验及其物理引伸。

他认为一定的工作材料对应有一个临界切削速度，其切削温度最高。

在常规切削范围内切削温度Tv随着切削速度Vc的增大而提高，当切削速度到达临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降(见图1C区)，所以越过B区，在高速区C区进行切削，则可用现有的刀具进行高速切削，从而大大地减少切削工时，成倍提高机床的生产率，同时提高加工质量管理，并可用于切削各种硬、韧性、难加工材料的工件。

超高速切削的发展现状超高速切削是一种先进的切削加工技术，采用高速转速和小切削深度进行切削，能够有效提高切削效率和加工精度。

本文将对超高速切削的发展现状进行详细介绍。

超高速切削技术的发展可以追溯到20世纪60年代，当时由于切削过程容易产生几何形状的误差和表面质量问题，因此一直未能得到广泛应用。

随着计算机数控技术和精密制造技术的快速发展，超高速切削技术在上世纪80年代出现了突破性的进展。

发展初期，超高速切削主要用于加工金属材料，如铝合金、镁合金等，通过提高切削速度和减小切削深度，大大提高了切削效率和表面质量。

随着材料科学和刀具制造技术的进步，超高速切削技术逐渐应用到切削硬度较高的材料，如钢、铁等。

近年来，随着新材料和复杂工件的出现，超高速切削技术迎来了新的发展机遇。

首先是新材料的应用，如高性能陶瓷、纳米材料等，这些材料具有高硬度和高韧性，传统切削技术难以满足对其加工精度和表面质量的要求，而超高速切削技术能够有效解决这一问题。

其次是复杂工件的加工，如汽车发动机缸体、飞机发动机叶片等，这些工件形状复杂，表面精度要求高，传统加工方法效率低、成本高，而超高速切削技术具有快速、高效的优势。

随着超高速切削技术的不断发展，相关设备和工具也在不断更新迭代。

首先是刀具材料的优化，采用纳米材料、复合材料等先进材料制造刀具，能够提高切削效率和切削质量。

其次是机床的改进，采用高刚性、高速度的数控机床，能够满足高速切削的要求。

同时，先进的控制系统和传感器技术的应用，能够实时监测切削过程中的温度、压力等参数，保证整个加工过程的稳定性和安全性。

超高速切削技术的发展带来了巨大的经济效益和社会效益。

首先是加工效率的提高，相比传统切削技术，超高速切削能够大幅度提高切削速度和加工效率，节约了生产时间和成本。

其次是加工精度和表面质量的提升，超高速切削能够实现微米级的精度和纳米级的表面粗糙度，满足了高精度工件的需求。

此外，超高速切削技术还可以减少切削力和切削温度，降低刀具磨损和能量消耗，从而延长刀具寿命，减少了对自然资源的消耗，对环境保护具有积极意义。

高速切削加工技术的现状和发展(1)中国工程院院士、山东大学艾兴教授一、概述机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。

50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10um到0.1um。

干（准）切削日益广泛应用。

随切削速度提高，切削力降低大致为25～30％以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。

高速切削技术不只是一项先进技术，它的发展和推广应用将带动整个制造业的进步和效益的提高。

在国外，20世纪30年代德国Salomon博士提出高速切削理念以来，经半个世纪的探索和研究，随数控机床和刀具技术的进步，80年代末和90年代初开始应用并快速发展到广泛应用于航空航天、汽车、模具制造业加工铝、镁合金、钢、铸铁及其合金、超级合金及碳纤维增强塑料等复合材料，其中加工铸铁和铝合金最为普遍。

不同材料的高速切削加工速度范围高速切削技术在国内起步较晚，20世纪80年代中期开始研究陶瓷刀具高速切削淬硬钢并在生产中应用，其后引起对高速切削加工的普遍关注，目前主要还是以高速钢、硬质合金刀具为主，硬质合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速钢刀具在40m/min以内。

但在汽车、模具、航空和工程机械制造业进口了一大批数控机床和加工中心，国内也生产了一批数控机床，随着高速切削的深入研究，这些行业有的已逐步应用高速切削加工技术，并取得很好的经济效益。

二、高速切削加工理论基础(1) 切屑形成特征不同材料在不同状态下的切屑形态:(a) 供货状态，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min连续带状切屑（D.LEE）锯齿状切屑(c)硬度325HB，切削速度250m/min锯齿状切屑(d)硬度325HB，切削速度2600m/min即将分离的锯齿状切屑高速切削不同状态AISI4340钢（40CrNiMoA）时的切屑形态（纵截面微观照片）（（b）、（c）、（d）从komarduri）切削渗碳淬硬20CrMnTi钢（HRC60～62）在100～110m/min时的切屑形貌工件材料及其性能和切削条件对切屑形态起主要作用，其中工件材料及其性能有决定性的影响。

高速磨削技术的现状及发展前景The Situ ation and Developing Vistas ofHigh-Speed G rinding T echnology荣烈润 摘　要:本文综述了高速磨削的概念、优势、关键技术、应用近况和发展前景。

关键词:高速磨削 动平衡 砂轮修整 精密高速磨削 高效深磨Abstract:This paper introduced concept,advantages,key technical points,application and developing vistas of high2speed grinding technology.K ey w ords:high2speed grinding dynamic balancing grinding wheel trim precision high2speed grind2 ing high2efficiency deep grinding0　引言人们一直对于提高磨削的砂轮速度所带来的技术优势和经济效益给予了充分的注意和重视。

但是在高速磨削过程中,工件受热变形和表面烧伤等均限制了砂轮速度的进一步提高,砂轮强度和机床制造等关键技术也使得高速磨削技术在一段时间内进展缓慢。

当20世纪90年代以德国高速磨床FS-126为主导的高速磨削(High-speed Grinding)技术取得了突破性进展后,人们意识到一个全新的磨削时代已经到来。

高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变,是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术,它集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术成就于一体。

随着砂轮速度的提高,目前磨削去除率已猛增到了3000mm3/ mm・s甚至更多,可与车、铣、刨等切削加工相媲美,尤其近年来各种新兴硬脆材料(如陶瓷、光学玻璃、光学晶体、单晶硅等)的广泛应用更推动了高速磨削技术的迅猛发展。

中国⼑具与切削加⼯技术的发展现状与趋势⾦属切削⼑具市场的发展现状与趋势随着机床⼯业的飞速发展, 难加⼯材料⽇益增多。

多功能复合⼑具、智能⼑具、⾼速⾼效⼑具逐渐成为现代制造技术的关键装备。

⼑具材料与⼑具结构⽅⾯也有了新的发展。

从⼯艺、性能、结构等⽅⾯对⼑具与切削加⼯技术的发展现状进⾏分析, 并对发展趋势进⾏展望。

1 ⼑具与切削加⼯技术的发展现状1.1 开创了⾼速切削等新⼯艺, 全⾯提⾼了加⼯效率。

⾼速切削作为⼀种新的切削⼯艺显⽰出独特的优越性。

⾸先, 切削效率有显著的提⾼, 加⼯铝合⾦缸盖的PCD ⾯铣⼑, 铣削速度已达402lm/rain, 进给速度5670mm/min; 精加⼯灰铸铁缸体的CBN ⾯铣⼑, 铣削速度已达2000m/min, ⽐传统的硬质合⾦⾯铣⼑提⾼了10 倍。

其次, ⾼速切削还有利于提⾼产品质量、降低制造成本、缩短交货周期。

此外, 在⾼速切削技术的基础上, 开发了⼲切削(准⼲切削、微量润滑切削)、硬切削(以车代磨、以铣代磨) 等新⼯艺, 不仅提⾼了加⼯效率, 改变了传统不同切削加⼯的界限, ⽽且开创了切削加⼯“绿⾊制造”的新时代。

硬切削技术已成为汽车齿轮内孔精加⼯、淬硬模具加⼯实⽤的⾼效新⼯艺。

1.2 以硬质合⾦材料为主的各种⼑具材料性能使硬质合⾦的性能不断改进, 应⽤⾯扩⼤, 成为切削加⼯主要的⼑具材料, 对推动切削效率的提⾼起到了重要作⽤。

⾸先是细颗粒、超细颗粒硬质合⾦材料的开发, 显著地提⾼了硬质合⾦材料的强度和韧性, ⽤它制造的整体硬合⾦⼑具, 尤其是通⽤的量⼤⾯⼴的中⼩规格的钻头、⽴铣⼑、丝锥等⼑具, ⽤来代替传统的⾼速钢⼑具, 使切削速度和加⼯效率提⾼了数倍, 把量⼤⾯⼴的通⽤⼑具带⼊了⾼速切削的范围, 为切削加⼯全⾯进⼊⾼速切削阶段打下了半壁江⼭。

整体硬质合⾦还在⼀些复杂成形⼑具中得到应⽤。

其次, 硬质合⾦加压烧结等新⼯艺的开发和使⽤,提⾼了硬质合⾦的内在质量; 以及针对不同加⼯的需求开发专⽤牌号的做法, ⼜进⼀步提⾼了硬质合⾦的使⽤性能, 在作为化学涂层硬质合⾦⼑⽚牌号的基体材料时, 开发了具有良好抗塑性变形能⼒和韧性表层的梯度硬质合⾦, 提⾼了涂层硬质合⾦⼑⽚的切削性能和应⽤范围。

超高速切削的发展现状金属切削加工已进入了一个以高速切削为代表的新的发展阶段，由于高速切削加工能极大地提高材料的切除率和零件的加工质量，降低加工成本，因而成为当今金属切削加工的发展方向之一。

高速切削刀具技术是高速切削加工的一个关键技术，它包括高速切削刀具材料、刀柄系统、刀具系统动平衡技术、刀具监测技术等。

本文就作一概述。

1.高速切削加工对刀具系统的要求所谓刀具系统是指由刀柄、夹头和切削刀具所组成的完整的刀具体系，刀柄与机床主轴相连，切削刀具通过夹头装入刀柄之中。

要使刀具系统能在高速下进行切削加工，应满足以下基本条件：较高的系统精度系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的一致性。

刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。

较高的系统刚度刀具系统的静、动刚度是影响加工精度及切削性能的重要因素。

刀具系统刚度不足会导致刀具系统振动，从而降低加工精度，并加剧刀具的磨损，降低刀具的使用寿命。

较好的动平衡性高速切削加工条件下，微小质量的不平衡都会造成巨大的离心力，在加工过程中引起机床的急剧振动。

因此，高速刀具系统的动平衡非常重要。

2.传统实心长刀柄结构存在的问题目前，在数控铣床、数控镗床和加工中心上使用的传统刀柄是标准7:24锥度实心长刀柄。

这种刀柄与机床主轴的连接只是靠锥面定位，主轴端面与刀柄法兰端面间有较大间隙。

这种刀柄结构在高速切削条件下会出现下列问题：刀具动、静刚度低刀具高速旋转时，由于离心力的作用，主轴锥孔和刀柄均会发生径向膨胀，膨胀量大小随旋转半径和转速的增大而增大。

这就会造成刀柄的膨胀量小于主轴锥孔的膨胀量而出现配合间隙，使得本来只靠锥面结合的低刚性连接的刚度进一步降低。

动平衡性差标准7:24锥度柄较长，很难实现全长无间隙配合，一般只要求配合前段70%以上接触，而后段往往会有一定间隙。

高速切削加工的发展及需求高速切削加工是当代先进制造技术的重要组成部分，拥有高效率、高精度及高表面质量等特征。

本文介绍此技术的定义、发展现状、适用领域以及中国的需求情况。

高速切削加工的定义高速切削加工是面向21世纪的一项高新技术，它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了愈来愈广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。

高速切削是实现高效率制造的核心技术，工序的集约化和设备的通用化使之具有很高的生产效率。

可以说，高速切削加工是一种不增加设备数量而大幅度提高加工效率所必不可少的技术。

高速切削加工的优点主要在于：提高生产效率、提高加工精度及降低切削阻力。

有关高速切削加工的含义，目前尚无统一的认识，通常有如下几种观点：切削速度很高，通常认为其速度超过普通切削的5-10倍；机床主轴转速很高，一般将主轴转速在10000-20000r/min 以上定为高速切削；进给速度很高，通常达15-50m/min，最高可达90m/min；对于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同；切削过程中，刀刃的通过频率(Tooth Passing Frequency)接近于“机床－刀具－工件”系统的主导自然频率(Dominant Natural Frequency)时，可认为是高速切削。

可见高速切削加工是一个综合的概念。

1992年，德国Darmstadt工业大学的H. Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工的概念及其涵盖的范围。

认为对于不同的切削对象，过渡区(Transition)即为通常所谓的高速切削範围，这也是当时金属切削工艺相关的技术人员所期待或者可望实现的切削速度。

高速切削加工技术现状高速切削加工对机床、刀具和切削工艺等方面都有一些具体的要求。

下面分别从这几个方面阐述高速切削加工技术的发展现状和趋势。

机床设备现阶段，为了实现高速切削加工，一般釆用高柔性的高速数控机床、加工中心，也有釆用专用的高速铣、钻床。

高速高效切削加工技术的现状及发展趋势一、前言目前，我国已成为世界飞机零部件的重要转包生产国，波音、麦道、空客等世界著名飞机制造公司都在我国转包生产从尾翼、机身、舱门到发动机等各种零部件，这些飞机零部件的加工生产必须采用先进的加工装备和加工工艺。

为此，国内各飞机制造公司均进行了大规模的技术改造，引进了大量国外先进的加工装备，使我国的飞机制造业设备的数控化率越来越高。

与此同时，大量高速、高效、柔性、复合、环保的国外切削加工新技术不断涌现，使切削加工技术发生了根本的变化。

刀具在航空航天加工领域的应用技术进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新阶段。

与此形成鲜明对比的是，我国的装备制造业和以制造业为主要服务对象的传统的工具工业却无法满足航空航天工业对现代制造装备和先进加工工艺的要求。

下面结合我国航空航天工业加工技术的现状及发展趋势，着重介绍我国高效、高速切削刀具的生产应用情况，对我国工具工业的发展现状和存在的问题提出自己的看法。

二、航空航天工业加工技术的现状及发展趋势1.航空结构件材料的发展趋势及其特点①以整体件为代表的铝合金结构件为了提高零件的可靠性、降低成本和减轻重量，传统的铆接结构逐步被整体薄壁的机加工结构件所代替。

这类零件由于大部分是用整体实心铝合金材料制成的薄壁、细筋结构件，70%～95%的材料要在加工中去除掉，而高速切削产生的热量少、切削力小、零件变形小，因此提高生产效率的唯一途径是采用四轴或五轴联动机床进行高速铣削加工。

②以钛基和镍基合金零件为代表的难切削材料零件由于钛（镍）合金具有比强度高、热强度好、化学活性大等特点，目前飞机发动机重要部件采用钛基和镍基合金材料的逐渐增多。

采用高速切削后，其切削速度可提高到100m/min以上，为常规切削速度的10倍。

这类材料的加工特点是：切削力大、切削温度高、加工硬化和粘刀现象严重、刀具易磨损。

③以碳纤维复合材料零件为代表的复合材料结构件复合材料现已成为新一代飞机机体结构主要材料之一，如飞机上的大型整体成形的翼面壁板、带纵墙的整体下翼面等。

超高速切削的发展现状整理超高速切削的进展现状金属切削加工已进入了一个以高速切削为代表的新的进展阶段，由于高速切削加工能极大地提高材料的切除率和零件的加工质量，降低加工成本，因而成为当今金属切削加工的进展方向之一。

高速切削刀具技术是高速切削加工的一个关键技术，它包括高速切削刀具材料、刀柄系统、刀具系统动平衡技术、刀具监测技术等。

本文就作一概述。

1. 高速切削加工对刀具系统的要求所谓刀具系统是指由刀柄、夹头和切削刀具所组成的完整的刀详细系，刀柄与机床主轴相连，切削刀具通过夹头装入刀柄之中。

要使刀具系统能在高速下进行切削加工，应满意以下基本条件：较高的系统精度系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的全都性。

刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。

较高的系统刚度刀具系统的静、动刚度是影响加工精度及切削性能的重要因素。

刀具系统刚度不足会导致刀具系统振动，从而降低加工精度，并加剧刀具的磨损，降低刀具的使用寿命。

较好的动平衡性高速切削加工条件下，微小质量的不平衡都会造成巨大的离心力，在加工过程中引起机床的急剧振动。

因此，高速刀具系统的动平衡特别重要。

2. 传统实心长刀柄结构存在的问题目前，在数控铣床、数控镗床和加工中心上使用的传统刀柄是标准7:24锥度实心长刀柄。

这种刀柄与机床主轴的连接只是靠锥面定位，主轴端面与刀柄法兰端面间有较大间隙。

这种刀柄结构在高速切削条件下会消失下列问题：刀具动、静刚度低刀具高速旋转时，由于离心力的作用，主轴锥孔和刀柄均会发生径向膨胀，膨胀量大小随旋转半径和转速的增大而增大。

这就会造成刀柄的膨胀量小于主轴锥孔的膨胀量而消失协作间隙，使得原来只靠锥面结合的低刚性连接的刚度进一步降低。

动平衡性差标准7:24锥度柄较长，很难实现全长无间隙协作，一般只要求协作前段70%以上接触，而后段往往会有肯定间隙。

高速切削技术发展现状一、概述机械加工的发展趋势是高效率、高精度、高柔性和绿色化，切削加工的发展方向是高速切削加工，在发达国家，它正成为切削加工的主流。

50年来，切削技术的极大进步说明了这一点：今天切削速度高达8000m/min，材料切除率达150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度达3000～8000HV，强度达1000Mpa，加工精度从10µm到0.1µm。

干(准)切削日益广泛应用。

随切削速度提高，切削力降低大致为25～30%以上；切削温度增加逐步缓慢；加工表面粗糙度降低1～2级；生产效率提高，生产成本降低。

数控切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。

它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。

因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。

金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备，在数控加工技术的带动下，进入了“数控刀具”的发展阶段，显示出“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点。

显而易见，在21世纪初，尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺，但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。

从当前制造业发展的趋势中可以看到，制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战，这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。

当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示很多的优点和强大的生命力，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

因此，发展高速切削等新的切削工艺促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。

当代的高速切削不是切削速度的少量提高，是需要在制造技术全面进步和进一步创新的基础上，包括数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术的重大进步，才能达到的切削速度和进给速度的成倍提高，才能使制造业整体切削加工效率有显著的提高。