高速切削技术（三）

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　　五、高速切削工艺技术
9 |" h6 n. k! A6 Y5 Z　　高速切削工艺主要包括：适合高速切削的加工走刀方式，专门的CAD/CAM编程策略，优化的高速加工参数，充分冷却润滑并具有环保特性的冷却方式等等。
　　高速切削的加工方式原则上多采用分层环切加工。直接垂直向下进刀极易出现崩刃现象，不宜采用。斜线轨迹进刀方式的铣削力是逐渐加大的，因此对刀具和主轴的冲击比垂直下刀小，可明显减少下刀崩刃的现象。螺旋式轨迹进刀方式采用螺旋向下切入，最适合型腔高速加工的需要。
9 A- t7 @. A, s5 u) s6 j　　CAD/CAM编程原则是尽可能保持恒定的刀具载荷，把进结速率变化降到最低，使程序处理速度最大化。主要方法有：尽可能减少程序块，提高程序处理速度；在程序段中可加人一些圆弧过渡段，尽可能减少速度的急剧变化；粗加工不是简单的去除材料，要注意保证本工序和后续工序加工余量均匀，尽可能减少铣削负荷的变化；多采用分层顺铣方式；切入和切出尽量采用连续的螺旋和圆弧轨迹进行切向进刀，以保证恒定的切削条件；充分利用数控系统提供的仿真验证的功能。零件在加工前必须经过仿真，验证①刀位数据的正确性，②刀具各部位是否与零件发生干涉，③刀具与夹具附件是否发生碰撞，确保产品质量和操作安全。
　　高速铣削加工用量的确定主要考虑加工效率、加工表面质量、刀具磨损以及加工成本。不同刀具加工不同工件材料时，加工用量会有很大差异，目前尚无完整的加工数据。通常，随着切削速度的提高，加工效率提高，刀具磨损加剧，除较高的每齿进给量外，加工表面粗糙度随切削速度提高而降低。对于刀具寿命，每齿进给量和轴向切深均存在最佳值，而且最佳值的范围相对较窄。高速铣削参数一般的选择原则是高的切削速度、中等的每齿进给量fz、较小的轴向切深ap和适当大的径向切深ae。
( e- c8 y$ V$ v　　在高速铣削时由于金属去除率和切削热的增加，冷削介质必须具备将切屑快速冲离工件、降低切削热和增加切削界面润滑的能力。常规的冷却液及加注方式很难进入加工区域，反而会加大铣刀刃在切入切出过程的温度变化，产生热疲劳，降低刀具寿命和可靠性。现代刀具材料，如硬质合金、涂层刀具、陶瓷和金属陶瓷、CBN等具有较高的红硬性，如果不能解决热疲劳问题，可不使用冷却液。
　　微量油雾冷却一方面可以减小刀具-切屑-工件之间的摩擦，另一方面细小的油雾粒子在接触到刀具表面时快速气化的换热效果较冷却液热传导的换热效果方式能带走更多的热量，目前已成为高速切削首选的冷却介质。
, Z8 ?1 r3 ?) x+ m  d7 ~6 {　　氮气油雾冷却介质在钛合金的高速铣削中取得了很好的效果。氮气油雾冷却介质除具有空气油雾的冷却润滑作用外，还具有抗氧化磨损等作用，在33m/min的铣削速度时，相比较空气油雾冷却，刀具耐用度提高60%，铣削力可降低20%-30%。
) a5 u0 [2 T$ l! b( I0 o- U　　六、结语
　　高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，必须将高性能的高速切削机床、与工件材料相适应的刀具和对于具体加工对象最佳的加工工艺技术相结合，充分发挥高速切削技术的优势。高速切削工具技术也是一项关键技术，为了适应和推动我国高速切削技术的发展，我们应该充分认识到，工具制造是一个高技术含量的行业，应加强该领域的基础研究、工程研究和应用研究；迅速发展的高速切削技术极大的刺激高性能刀具的需求，我国工具行业应重点在刀具的耐磨性、精度和可靠性方面加强研发力度，提高刀具的竞争能力；刀具的竞争力应集中在高性能带来的整体经济效益，在应用领域推广使用高性能刀具；提供个性化技术服务；根据我国目前的实际情况，建议重点发展涂层技术(如耐磨(硬、软)涂层、复合涂层、纳米结构涂层等)，刀具质量保障技术和刀具数据库。
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