高速切削

高速切削加工的工艺特点高速切削加工是一种先进的金属加工方法，具有以下几个主要的工艺特点：1. 切削速度高：高速切削加工的切削速度通常比传统的切削加工方法高出数倍甚至数十倍。

这是由于高速切削使用了高速切削工具和适合高速切削的加工参数，如切削速度、进给速度和切削深度等。

高速切削加工的切削速度可以达到数千米/分钟，这对于提高生产效率和缩短加工时间非常有益。

2. 切削质量高：高速切削加工的另一个显著特点是切削质量高，表面粗糙度低。

这是因为高速切削使用了高硬度、高韧性和高耐磨性的刀具材料，在高速切削下刀具磨损小，可以保持刀具的锋利度，切削力也相对较小，切屑容易破碎，减少了切削振动，从而得到更高质量的切削表面。

3. 加工精度高：高速切削加工具有很高的加工精度，通常可以达到数微米的级别。

这是由于高速切削加工的切削力小、切削热量集中，能够减小切削变形和热影响区域，从而得到更高精度的零件尺寸和形状。

4. 加工效率高：高速切削加工具有很高的加工效率，可以大大缩短加工周期。

高速切削的切削速度快、进给速度高，加工速度相对传统切削加工方法快数倍，可以实现高效率的切削。

此外，使用高速切削还可以减少切削次数，提高生产效益。

5. 节能环保：高速切削加工相较于传统切削加工方法具有较低的切削力和切削温度。

低切削力减小了机床和刀具的负荷，延长了机床和刀具的使用寿命。

低切削温度减少了切削变形和刀具磨损，减少了能源的消耗。

因此，高速切削加工具有节能环保的特点，符合可持续发展的要求。

6. 加工适应性广：高速切削加工适用于各类金属材料的加工，如铁、钢、铜、铝、合金等。

而且，对于复杂零件的加工，高速切削加工也能够发挥其优势，提高生产效率和加工质量。

总之，高速切削加工具有切削速度高、切削质量高、加工精度高、加工效率高、节能环保和加工适应性广的特点。

在现代制造业中，高速切削加工已经成为提高加工效率和改善产品质量的重要工艺方法，对于推动制造业的快速发展具有重要意义。

高速切削技术研究第一部分高速切削技术的定义与特点 (2)第二部分高速切削刀具材料与磨损机理 (4)第三部分高速切削机床的选型与应用 (7)第四部分高速切削参数优化方法 (10)第五部分高速切削过程的热控制技术 (13)第六部分高速切削加工精度与表面质量 (15)第七部分高速切削在典型零件加工中的应用 (17)第八部分高速切削技术的发展趋势与挑战 (20)第一部分高速切削技术的定义与特点高速切削技术是一种先进的制造工艺，它通过使用高转速的刀具和优化的切削参数来提高材料去除率、加工精度和表面质量。

该技术的核心在于实现高效率、高质量和高精度的加工过程。

在高速切削过程中，刀具以极高的速度旋转（通常超过每分钟数千转），同时进给速度也相应提高。

这种高速旋转产生的离心力有助于减小切削力和切削热，从而延长刀具寿命并减少工件的热变形。

此外，由于切削力的降低，高速切削还可以减少振动，进一步提高加工精度。

高速切削技术的优势主要体现在以下几个方面：1.高效率：与传统切削相比，高速切削可以显著提高材料去除率，缩短加工时间。

研究表明，高速切削可以提高生产效率达 30%至50%。

2.高精度：高速切削过程中的低切削力可以减少工件的振动，从而提高加工精度。

此外，由于切削热的影响较小，工件的热变形也得到了控制。

3.高质量表面：高速切削产生的切削热较低，这有助于减少工件的烧伤和裂纹，从而获得更好的表面质量。

4.刀具寿命延长：高速切削可以降低切削力，减少刀具磨损，从而延长刀具的使用寿命。

5.节能减排：高速切削技术可以实现更高的材料去除率，从而减少能源消耗和碳排放。

然而，高速切削技术也存在一些挑战，如刀具成本较高、对机床性能要求较高等。

因此，在实际应用中，需要根据具体加工需求和技术条件，合理选择切削参数和刀具，以确保高速切削技术的有效性和经济性。

总之，高速切削技术作为一种先进的制造工艺，具有高效率、高精度、高质量表面等优势，但在实际应用中需充分考虑其成本和设备要求。

数控机床加工中的高速切削技巧分享数控机床加工作为制造业领域的重要环节，对于提高生产效率和降低成本起着至关重要的作用。

在数控机床加工过程中，高速切削作为一种重要的切削技巧，可以进一步提高切削效率和加工质量。

本文将分享一些数控机床加工中的高速切削技巧，帮助读者更好地进行切削加工。

首先，在进行高速切削前，我们需要选择合适的刀具。

刀具的选择直接影响切削效率和加工质量。

对于高速切削，我们可以选择具有高硬度和刚度的刀具。

例如，碳化钨刀具、多刃刀具以及高速钢刀具等都可以满足高速切削的要求。

此外，刀具的切削刃角和刀尖圆度也需要注意，切削刃角的选取应根据具体的加工材料和切削工艺进行选择。

其次，在切削参数的选择上，我们需要考虑切削速度、进给速度和切削深度等因素。

对于高速切削来说，切削速度是一个重要的参数。

通常情况下，高速切削的切削速度要高于常规切削。

在选择切削速度时，应综合考虑材料的硬度、刀具材料和刚度等因素进行合理选择。

进给速度也是一个关键参数，过低的进给速度可能导致切削不稳定或刀具容易磨损，而过高的进给速度则可能导致切屑堆积、加工表面质量变差等问题。

切削深度的选择也需要慎重考虑，过大的切削深度可能导致切削力过大、热量集中等问题。

同时，在数控机床加工的过程中，冷却润滑剂的使用也是至关重要的。

冷却润滑剂可以降低切削温度，减少切削力，提高切削质量。

对于高速切削而言，冷却润滑剂的选择和使用需要根据材料和切削工艺选择适当的类型和喷洒方式。

常见的冷却润滑剂有液压油、切削液等。

在使用冷却润滑剂时，还需要注意及时更换和合理设置喷洒方式，以确保其正常使用的效果。

此外，切削过程中的切削力和切削温度的控制也是关键。

高速切削时，切削力会变大，对切削系统和刀具都会产生一定的影响。

对于切削力的控制，可以采用后退式切削、控制进给速度和切削深度等方式。

切削温度的控制主要通过冷却润滑剂的使用、合理选择切削参数等来实现。

切削力和切削温度的控制可以有效提高切削加工的精度和质量。

高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理高速切削加工工艺参数与刀具磨损机理是现代制造业中的关键研究领域，它们直接影响到加工效率、产品质量以及生产成本。

本文将探讨高速切削加工工艺参数的优化以及刀具磨损机理的分析，以期为制造业提供理论指导和实践参考。

一、高速切削加工工艺参数概述高速切削加工技术是一种先进的金属切削技术，它通过提高切削速度来实现高效率和高质量的加工。

这种技术在汽车、航空、模具制造等行业中得到了广泛应用。

高速切削加工工艺参数的优化是实现高效加工的关键，包括切削速度、进给速度、切削深度、刀具材料选择等。

1.1 高速切削加工的优势高速切削加工技术具有以下优势：- 提高生产效率：由于切削速度的提高，单位时间内可以去除更多的材料，从而缩短加工时间。

- 改善加工表面质量：高速切削可以减少切削力和切削温度，从而减少加工表面的毛刺和烧伤。

- 提高加工精度：高速切削过程中的振动较小，有利于提高加工精度。

- 减少刀具磨损：高速切削可以减少刀具与工件的接触时间，从而降低刀具磨损。

1.2 高速切削加工工艺参数高速切削加工工艺参数主要包括以下几个方面：- 切削速度：切削速度是影响高速切削效率和质量的关键参数，需要根据材料特性和刀具材料进行合理选择。

- 进给速度：进给速度影响切削的连续性和表面粗糙度，需要与切削速度相匹配。

- 切削深度：切削深度影响切削力和刀具的耐用度，需要根据工件材料和刀具强度进行选择。

- 刀具材料：刀具材料的选择直接影响切削性能和刀具寿命，常见的刀具材料有硬质合金、陶瓷、石等。

二、刀具磨损机理分析刀具磨损是高速切削加工中不可避免的现象，它会影响加工质量、生产效率和刀具成本。

研究刀具磨损机理对于延长刀具寿命、提高加工效率具有重要意义。

2.1 刀具磨损的类型刀具磨损主要包括以下几种类型：- 磨料磨损：由于切削过程中工件材料中的硬质点与刀具表面接触，导致刀具表面逐渐磨损。

- 热磨损：高速切削过程中产生的高温会使刀具材料发生热软化，从而加速磨损。

第三讲1.高速切削技术高速切削的产生背景和发展史高速切削（HSM或HSC）通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，它是20世纪90年代迅速走向实际应用的先进加工技术，在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工、以及精密零件加工等得到广泛的应用。

高速铣削技术既可用于铝合金、铜等易切削金属，也可用于淬火钢、钛合金、高温合金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。

例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面多且结构复杂，材料去除量达高达90％～95％，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。

高速切削概念始于1931年德国所罗门博士的研究成果：“当以适当高的切削速度（约为常规速度的5～10倍）加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。

60多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，但直到20世纪90年代该技术才逐渐在工业实际中推广应用。

高速切削最早在飞机制造业和模具制造l受到很大的重视。

为使飞机的零部件满足很高的可靠性要求，大部分重要零件都是在整块铝合金坯件卜铣削而成，既可减少焊缝，又可提高零件的强度和抗振性。

但常规铣削效率很低，从而导致了高的生产成本和长的交货时间。

高速切削是克服这方面问题的最好解决方案。

汽车工业中，模具制造是产品更新换代的关键。

新车型定型后，模具制造周期的长短直接影响到产品的上市时间，也关系到市场竞争的成败。

所以在80年代美国、欧洲和日本的政府都出巨资推动高速切削在模具制造中的应用研究，90年代初高速切削已进入工业化应用。

图16 高速切削在生产应用中的发展历程图17 采用高速切削后产品质量提高的历程a一硬质合金切钢 b一硬质合金切铸铁c—CBN切铸铁图16是德国宝马公司（BMW）采用高速切削的历程。

简述高速切削的优点
高速切削是一种在高速下进行金属切削的加工方法,具有许多优点,包括: 1. 高精度:高速切削可以实现高精度加工,因此在制造精密零部件和高速列车部件等领域中广泛应用。

2. 高效率:高速切削可以在较短的时间内完成加工,从而提高生产效率,降低生产成本。

3. 高硬度材料加工能力:高速切削适用于加工高硬度材料,如钛合金、硬质合金和不锈钢等。

4. 加工变形小:高速切削加工过程中变形小,能够保证零部件的精度和稳定性。

5. 可实现多道工序:高速切削可以实现多道工序,缩短生产周期,降低生产成本。

除了以上优点外,高速切削还具有一些其他特点,例如:
1. 可加工复杂形状:高速切削适用于加工复杂形状的零部件,如航空航天部件、汽车发动机部件等。

2. 不会产生热:高速切削不会产生热,因此加工过程中不会对零部件产生变形或损坏。

3. 适用于高温环境:高速切削适用于高温环境下的加工,如航空航天和能源领域。

4. 可加工的材料种类多:高速切削适用于加工多种材料,如金属、陶瓷和复合材料等。

综上所述,高速切削是一种高效、高精度、高硬度材料和复杂形状加工的理
想方法,具有广泛的应用前景和发展空间。

不同的切削方法的高速切削速度范围高速切削是指在金属加工和机械加工中，通过增加切削速度，提高生产效率和加工质量的一种加工方法。

不同的切削方法有着不同的高速切削速度范围。

下面分别介绍几种常见的切削方法及其高速切削速度范围。

1.钻削钻削是将圆柱形或圆锥形工具插入工件并旋转，从而形成孔的一种切削方法。

钻削速度一般较低，取决于工具材料和工件材料。

高速钻削一般指的是钻削速度超过常规钻削速度的1.5到2倍。

一般情况下，碳钢的高速钻削速度可以达到80到180米/分钟，而高硬度材料如铸铁、合金钢和高速钢的高速钻削速度可以达到150到400米/分钟。

2.铣削铣削是利用旋转的刀具在工作台上移动，对工件进行切削加工的一种方法。

铣削过程中，刀具在工件上作切削运动，而工件在工作台上作进给运动。

高速铣削一般是指铣削速度超过常规铣削速度的1.5到2倍以上。

常见的高速铣削切削速度范围为60到450米/分钟，具体取决于材料和切削工况。

一般来说，对于不锈钢、有色金属和铝合金等材料，高速铣削速度可以达到200到450米/分钟。

3.切削磨削切削磨削是将磨削石或砂轮转动到工件上，通过磨粒的切削作用，将工件表面的材料切削掉的一种方法。

切削磨削主要适用于硬度较高，难于切削的材料，如硬质合金、陶瓷和石材等。

高速切削磨削一般是指磨削速度超过常规切削磨削速度的1.5到2倍以上。

常用的高速切削磨削速度范围为30到80米/秒。

4.车削车削是将工装（刀具）放置在旋转的工件上，通过进给运动将切削刀具对工件进行切削的一种方法。

车削是最常见的切削加工方法之一、高速车削是指车削速度超过常规车削速度的1.5到2倍以上。

高速车削速度范围根据材料和加工条件的不同，一般在80到450米/分钟之间。

总结而言，不同的切削方法的高速切削速度范围是不同的。

高速钻削速度范围一般为80到400米/分钟，高速铣削速度范围为60到450米/分钟，高速切削磨削速度范围为30到80米/秒，高速车削速度范围为80到450米/分钟。

高速切削钢牌号
高速切削钢是一种专用于高速切削加工的钢材，具有较好的切削性能和耐磨性。

根据不同的应用需求，市场上有多种不同牌号的高速切削钢可供选择。

以下是一些常见的高速切削钢牌号：
1.M2：M2是最常用的高速切削钢牌号之一，属于钼
系高速钢。

它具有优异的硬度、耐磨性和热稳定性，适用于切削各种金属材料。

2.M42：M42也是一种常用的高速切削钢牌号，属于
钴系高速钢。

相比于M2，M42具有更高的硬度和耐热性能，适用于切削高硬度和高温合金材料。

3.T1：T1是一种经典的高速切削钢牌号，属于钨系高
速钢。

它具有优异的热硬性和耐磨性，适用于切削高强度材料和不锈钢等。

4.ASP60：ASP60是一种高速切削钢牌号，属于粉末冶
金高速钢。

它具有高硬度、优异的耐磨性和切削性能，适用于高速和重负荷切削。

高速切削加工技术的概念高速切削加工技术是一种在机械加工中使用高速旋转刀具来去除材料的工艺。

它可以提高加工效率、减少加工成本，提高切削质量，并延长刀具寿命。

在高速切削加工技术中，切削速度通常比传统切削速度高出几倍，达到可达到切削极限的速度。

高速切削加工技术的基本原理是通过尽可能高的转速来提高切削速度，以减小切削过程中的切削时间。

高速切削加工技术的发展需要满足以下几个条件：高速切削的刀具材料需要具备良好的硬度、热稳定性和刚性；高速切削需要使用高速转子以提供所需的切削速度；高速切削需要使用高速切削液以冷却和润滑刀具和切削床面。

高速切削加工技术的优点主要体现在以下几个方面：1. 高加工效率：高速切削加工可以提高切削速度，减少切削时间，从而提高加工效率。

与传统切削相比，高速切削可以将加工时间减少50%以上。

2. 高表面质量：高速切削加工可以减小切削过程中的机床振动和切削力，从而获得更高的表面质量。

切削过程中，高速转子产生的离心力可以抑制刀具的振动，提高切削表面的光洁度。

3. 刀具寿命长：高速切削加工可以减小切削温度，减小切削热对刀具的影响，从而延长刀具的使用寿命。

高速切削可以在减小切削温度的同时提高切削速度，从而有效地降低刀具的受热面积，减小刀具的磨损。

4. 减少加工成本：高速切削加工可以提高加工效率，减少切削时间，从而减少加工成本。

高速切削还可以减小切削力和切削温度，减少切削液的消耗，降低切削液的成本。

高速切削加工技术的应用范围广泛，包括航空航天、汽车制造、模具制造、电子制造等领域。

例如，在航空航天制造中，高速切削可以快速精确地加工复杂的零部件；在汽车制造中，高速切削可以提高发动机零部件的加工效率和精度；在模具制造中，高速切削可以提高模具的加工效率和精度；在电子制造中，高速切削可以提高电路板的加工效率和精度。

总之，高速切削加工技术是现代制造业的一个重要发展方向。

通过提高切削速度，高速切削加工可以提高加工效率、减少加工成本，并提高切削表面的质量。

一、高速切削的原始定义1931年，德国切削物理学家萨洛蒙（Carl.J.Salomon）博士提出了一个假设，即同年申请了德国专利（Machine with high cutting speeds）的所罗门原理：被加工材料都有一个临界切削速度V0，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，切屑形态从带状、片状到碎屑状演化，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等。

事实上，高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程，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合。