高速切削在實際應用的表現

高速加工作為一種新的技術，其優點是顯而易見的，它給傳統的金屬切削理論帶來了一種革命性的變化。那么，它是不是放之四海而皆準呢?顯然不行。目前， 即便是在金屬切削機床水平先進的瑞士、德國、日本、美國，對于這一嶄新技術的研究也還處在不斷的摸索研究當中。實際上，人們對高速切削的經驗還很少，還有許多問題有待于解決：比如高速機床的動態、熱態特性；刀具材料、幾何角度和耐用度問題，機床與刀具間的接口技術（刀具的動平衡、扭矩傳輸）、冷卻潤滑液的選擇、CAD/CAM 的程序后置處理問題、高速加工時刀具軌跡的優化問題等等。

現在看來，主軸轉速為10～42000r/min這樣的高速切削在實際應用時仍受到一些限制：

(1)主軸轉速10～42000r/min時，刀具必須采用 HSK 的刀柄，外加動平衡，刀具的長度不能超過120mm，直徑不能超過16mm，且必須采用進口刀具。這樣，在進行深的型腔加工時便受到限制。

(2)機床裝備轉速為10～42000r/min的電主軸時，其扭矩極小，通常只有十幾個N·m，最高轉速時只有5～6N·m。這樣的高速切削，一般可用來進行石墨、鋁合金、淬火材料的精加工等。

(3)MIKRON公司針對這些情況開發了一些主軸最高轉速為12000r/min、15000r/min、18000r/min和24000r/min的機床，盡力提高進給量(40000～60000mm/min)，以保證機床既能進行粗加工，又能進行精加工，既省時效率又高。

(4)針對傳統的加工方式和不同的被切削材料，應選擇合適的刀具材料來實現高速加工，而不能一味地追求高速，為高速而高速。如在美國的航天工業中，已經可以實現7500m/min的線速度來切削鋁合金；但是切削鋼和鑄鐵時，目前世界上實際進行的高速加工所能實現的最高速度，也只能達到加工鋁合金的 1/3～1/5，約為1000～1200m/min， 其原因是切削熱會使刀尖產生熱破損。由此可見，刀具材料的耐熱性是加工黑色金屬的關鍵。對超級合金，包括鎳基、鈷基、鐵基和鈦基合金而言，其共同特點是在高溫下能保持高強度和高的耐腐蝕性，但它們又都是難加工材料。目前加工這種材料時的最高進給速度為500m/min，主要受制于刀具材料及其幾何形狀。

所以說，高速加工的刀具材料必須根據工件材料和加工性質來選擇。一般而言，陶瓷(AlO，SiN)、金屬陶瓷及PCBN刀具等適用于對鋼、鐵等黑色金屬的高速加工；PCD 和CVD等刀具則適用于對鋁、鎂、銅等有色金屬的高速加工。