结课论文
姓名：刘海斌学号：
0901011316
高速切削机术
高速切削机床
刘海斌
（沈阳理工大学机械工程学院 沈阳 110159）
摘要：高速切削加工是最重要的现代制造技术之一，高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，在航空航天业、模具制造业、汽车制造业等多个领域取得了巨大的社会经济效益。要充分发挥高速切削技术的优势，就必须具备高速加工机床。而实现高速切削的关键技术是选购性能优良的高速切削机床，这必须根据产品的材料、精度、批量等来选择相匹配的技术装备，使其在生产中充分发挥作用。
关键词： 高速切削机床 高速铣削 高速主轴 控制装置 中图分类号：TH1220
High-speed cutting machine tools
LIU Haibin
(Shenyang Ligong University , School of mechanical engineering , Shenyang 110159)
Abstract ：High-speed machining is one of the most important modern manufacturing technologies, High-speed cutting is an advanced, integrated technology being developed in the aerospace industry, mold manufacturing, automobile manufacturing and other fields has made tremendous social and economic benefits.We should give full play to the advantages of high-speed cutting technology, we must have high-speed machine tools. and the achievement of high-speed machining technology is the purchasing excellent performance of high-speed cutting machines. And the selection of equipment must follow material, precision, batch of the products, etc. to be matched to make it fully functioned in production.
Key words：High-speed cutting machine tools High-speed milling High-speed spindle Control device
0 前言
高速切削加工是一项综合性的高新技术。实现高速切削加工，机床的高速化是首要条件和最基础因素，高速机床是提供高速加工的主体。因此，开发和研制性能优良的可使机床执行部件带动刀具或工件获得极高工作速度的高速机床是发展高速切削加工的重中之重。现代数控机床加工中心的高速化已成为机床发展的主要方向和特征之一。
进入20世纪90年代以来，一批又一批高速切削加工机床陆续涌现并投放国际市场，并在制造业中驯熟扩大其应用范围，创造出了巨大的经济效益和社会效益，标志着高速切削加工这一高新技术已从理论和实验研发进入工业应用的新阶段。
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。高速切削在航空和航天工业中用于高
速铣削铝件已证明是有效的。高生产率的高速切削正在模具工业中, 尤其在模具精加工方面打开新局面, 今后将在更为传统的加工中得到发展。由于高速切削把切削速度提高近10倍, 从而缩短了加工时间也提高了产品质量。依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到5000米~8000米/分以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分) 以上；工作台的移动速度：（进给速度），在分辨率为1微米时，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率为0.1微米时，在24米/分以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12米/分。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。
1高速切削机床的诞生
Roeders 公司以其200年模具制造经验，在1989年德国Roeders 首先完成世界第一台高速加工中心，并提供技术数据予瑞士Mikron 合作生产高速加工中心，直至1994年双方因维修服务问题终止合作，Roeders 开始生产自己品牌高速机床，提供优质支持服务予世界广大客户。Roeders 机床在中国増长迅速，这种高精度的设备来说，这种误差是致命的，因为加工过程中一定会产生热量的，目前来说谁也不能把这些热量完全吸收掉！ 2.2要求高性能控制系统
高速加工追求高精度和高光洁度，要达到这个目自1998年第一台Roeders 机床进入中国市场，现已有60多台Roeders 机床在为中国模具业服务。
2 高速切削机床的结构特征
2.1高速切削机床的机架
结构机架设计都有同一个特征, 就是龙门架式设计, Z 轴挂在Y 轴上，成十字架式设计，而 X 轴在机床上以独立方向移动，工件只在一个轴向移动，各运动轴惯量相等，设计紧凑精密，确保刚性高，能在高动态性下保持高精度加工，然而“十字架”式设计常被人批评刚性不好，机床寿命短，他们认为Z 轴必须放在Y 轴的机床平台上滑动，才是刚性最好，但这些批评，只显示他们对高速切削理解不深，因为他们连高速加工基本理论也搞不清楚，因高速加工概念有着一个非常重要的理论称之为零切削，零切削概念是以高转速配合高进给速度，对工件进行切削加工，理论上当高转速及高进给速度达到普通加工的十倍以上时，所有刀具与工件磨擦而产生之热量都被切削时产生废削带走，故加工深度，切削量与传统机床切削方法有很多不同此处，因此高速加工能达到高光洁度效果，当然刀具是重要一环，没有适当刀具及刀把配合，所有理论均不能成立，现在回头再说机床部份，为甚么说这么多理论？因为要说明“十字架式”机床对高速加工之重要性，因只有十字架式机床才可在高进给速度时保持高加速率速，因在实际模具加工时，CNC 切削不可能只是A 点到B 点之间的移动，编程上我们因模具光洁度及精度要求，需由多点串连，没有高加速率，就没有高速加工，因十字架设计Z 轴重量大约只有500–700kg ，如果Z 轴在Y 轴平台移动，Z 轴重量就达到 1500kg – 2000kg ，要多大駆动马达才能达至0.75g 以上高加速率要求，基本上是不可能。此外全铸铁机床，不但刚性高，兼有温差同步膨胀的好处，不会因不同物料的温差膨胀系数不同而导致机床精度误差。有些人买了混合材质机床，如人造大理石 + 铸铁的机床后，发觉机床归零有偏差，就是因为两种材料膨胀系数不一致所致，对于高速加工中心
标，除了机床本身的精度之外，还要求NC 程序的精度要比普通加工高很多，一般在十倍以上，在计算机辅助制造中，CAM 软件一般采用点逼进法来加工圆弧，样条曲线等非直线外形，精度要求越高，就要求越多的点来逼近，这样产生的NC 程序往往多达十几兆至几十兆。这就要求机床的控制系统有非常高的数据处理能力，要有在1 秒钟内处理 5000 ～ 10000条数据的能力，这样的数据量工控机是望尘莫及的，所以我们经常会看到有的机床在转弯位和尖角位停顿甚至死机。有的厂商便采用专用的软件来优化数据，和机床捆绑销售，且不论会使用户增加投资。数据经过优化之后，加工的速度是上去了，但精度确降低了，同时，产品上该是尖角的地方也变成了圆角，因为尖角的数据往往最容易被优化掉。工控机的弊病，要有丰富的经验和很专业的技术人员才能熟练的驾驭，而 PC 开发的控制系统直观，条理性好，只要你接触过电脑，经过两三天的培训，即可熟练的操作。此外PC 计算机有着硬件维护容易，升级便宜简易之优点，不会有今天买明天落后的情况，试问10年前计PC 之CPU 机速度与今天PC 速度已相差20多倍，可笑是现今很多机床工控计算机仍使用Pentium133Mhz ，如何配合现今编程要求？实际上只要在PC 计算机加上防尘、防油处理，PC 计算机与工控机基本上没有分别，只是PC 运算速度比工控机快得多，而两者最大分别在于使用控制平台不一样而已，Roeders 机床控制平台使用 Windows 2000，升级简单、快捷、便宜上网下载便可，而工控机使用自身开发平台, 升级困难、昂贵、有时候系统出问题等几年音讯全无, 对客户影响深远, 由此可以预见, 高速加工中心的控制系统必然要向 PC发展。 2.3 高精度、快速的驱动系统
高速切削是高切削速度、高进给率和小切削量的组合，进给速度为传统的10 倍以上, 这首先要求机床的驱动系统和控制系统之间的数据传输要快, 因为光是控制系统处理数据的能力强是不够的，机床要实现普通机床10倍以上的进给速度，需要驱动系统处理数据的能力快百倍以上，普通机床的数据传输均使用
串口、并口、或同轴电缆，它们的传输速率远远达不到这个要求，所以有些高端机床使用光纤传输，这样不但速度快，稳定性也大幅度提高。其次，高速加工
程序由于数据密集，点到点之间，各轴经常在微距状态下高频率工作，这不仅要求伺服系统反应极其灵敏，更对伺服电机提出了更高的要求，随着电机技术
的发展，先进的直线电动机已经问世，并成功应用于CNC 机床，如图1，是其构造原理。先进的直线电动机驱动使CNC 机床不再有质量惯性、超前、滞后和振动等问题，加快了伺服响应速度，更提高了伺服控制精度和机床加工精度。不仅能使机床在f= 60m/min以上进给速度下进行高速加工，而且快速移动速度达f=120m /min，加速度达2g ，提高了零件的加工精度。而滚珠导轨配合更是高速加工中心不可缺少的设计。当前广泛应用的电-机伺服直线进给系统，通常有变频调速电机、机械传动环节、机床滑台和位置调节测量系统组成，见图2。
图1 直线电机构造原理
图2 电-机伺服直线进给系统构造原理 2.4 高速加工中心对刀具的要求
刀具技术和机床制造，从一开始就相辅相变成共
同发展，可以毫不夸张的说，只有刀具技术和机床技
术的不断发展，才推进了高速切削技术。高速加工必
须使用硬质合金刀具 , 很多人即时反应是成本贵 ,但相对加工效率这些生产成本是九牛一毛 , 试想想直接在硬钢加工省却多少铜料钱 , 电火花时间 , 电
费，人工费，少买几台贵价火花机，省下来的钱已够买一台Roeders 高速机，少买铜料，少用电，省下来的钱已够买硬质合金刀具，此外硬质合金刀具在加工时万一发生意外只会使刀具断掉，而使用白钢刀，刀具不会断撞力直接冲上主轴，对主轴轴承做成严重伤害，刀具价值与主轴价值比较，自然不难理解为何高速机规定使用硬质合金刀具。此外高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。除使用硬质合金材质外，并且普遍采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛（ TiN ）、氮化铝钛（ TiALN ）等等。涂层技术由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层。这一技术已成为提高高速切削能力的关键技术之一。选择切削参数时，针对圆刀片和球头铣刀，应注意有效直径的概念。高速铣削刀具应按动平衡设计制造。刀具的前角比常规刀具的前角要小，后角略大。主副切削刃连接处应修圆或导角，来增大刀尖角，防止刀尖处热磨损。应加大刀尖附近的切削刃长度和刀具材料体积，提高刀具刚性。刀具材料与被切削材料应具有较小的化学亲和力。高速铣削大多采用硬质合金刀具。在保证安全和满足加工要求的条件下，刀具悬伸尽可能短，刀体中央韧性要好。刀柄要比刀具直径粗壮，连接柄呈倒锥状，以增加其刚性。球头立铣刀要考虑有效切削长度，刃口要尽量短。
3 中国高速切削机床现状
很多机床供货商及客户经常谈论到维修、技术支持及人员培训的重要性, 但在中国市场在维修应用支持到位的供货商寥寥无几, 为甚么中国这个制造大国出现这个怪异现象, 好象是供货商与客户进行永不完之欺骗游戏, 看谁本领高就是成功中国普遍存在贪便宜的心态, 经常抱着拿三毛钱吃海鲜心态购买机床, 有些供货商为适应中国客户这种特殊心态, 以将货就价方法, 然后吹嘘产品性能, 并容许客户留 20%以上余款, 并答应待客户验收后才全数收取, 实质货品价
值早已留有水份, 20%余款收不收也没所谓, 售后服务
放在一旁, 理由是客户没付清余款, 更有些供货商将标准件变为选件销售, 看着客户购买心态来报价, 要
是客户预算不够, 就马上抽起标准件, 故意将机床价
格压低, 增加成功机会, 待客户机床到位后, 发觉货不
对劲, 然后才告诉客户要加钱购买原来的标准件, 客
户贪便宜的心态和供货商屡见不鲜的欺骗手法, 形成一个死循环，使得中国模具业技术改革以散步速度前
进。然而供货商拿不到合理利润, 自然没钱拨去维修机床, 更不消谈技术支持, 机床精度再高也需要维护保养, 更需要合适人员操作。正如飞机停在机场上是不会起飞的, 再先进的战机也要一流飞机师驾使, 配合合格的地勤人员才能发挥其真正威力, 机床只是硬件, 拥有一流机床, 不代表拥有一流制造技术就是这个道理, Roeders 公司有着 200 年模具制造经验不单制作出世界第一台高速加工中心, 并以多年模具制造经验向客户提供一流技术支持, 使客户在买得一流机床同时获得最新模具制造知识, 因Roeders 公司深明软硬件是不能分开的, 故Roeders 公司中国锥修部十二名工程师只照顾60台Roeders 机床, 以单一产品公司来说, Roeders 工程师数目与机床数目比例属全行之冠, Roeders 公司深知模具制作中人的重要性, 所以Roeders 工程师入职要求极为严格, 除需在模具厂有三年以上模具制作经验外, 更需熟悉 CAD/CAM 编程及模具设计, 在职一年后, 再送到德国Roeders 总厂培训一个月, 因此Roeders 工程师绝非只懂修机的普通技术员, 更是出色模具制造技工, Roeders 以其独有培训员工方法, 深信定能为中国客户提供高阶模具制造技术支持, 此点在高速加工尤其重要。
4 结论
高速加工机床技术是实现高速切削加工的最基本的关键技术之一。高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，在航空航天业、模具制造业、汽车制造业等多个领域取得了巨大的社会经济效益。本文主
要讨论了高速切削加工对机床的特殊要求、高速切削加工机床的发展概况；要充分发挥高速切削技术的优势，除必须具备高速加工机床外，还必须综合应用高速切削刀具技术、高速切削工艺技术，高速切削CAD/CAM技术以及冷却润滑技术。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中高速数控机床就是代表产品之一。高速数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。最后，对高速切削加工设备的发展机型了展望。以期对大家认识高速切削加工技术和公司加工设备有说帮助，对于我国研究发展和不羁应用高速切削加工技术起到推动作用。
参 考 文 献
[1] 艾兴. 高速切削加工技术 2003（10） AI Xing. High Speed Machining Technology 2003(10)
[2] Masatoyo Sogabe .High Speed Machining With Linear Moros . Modern Manufacturing, 1997 [3] Voll H. Spindle units in machine tool engineering, Workshop and Operation 1996,126:2-12
作者简介：刘海斌，男，1989年出生，本科生，沈阳理工大学，机械制造及其自动化，主要研究方向机械设计制造 E-mail ：[email protected]
结课论文
姓名：刘海斌学号：
0901011316
高速切削机术
高速切削机床
刘海斌
（沈阳理工大学机械工程学院 沈阳 110159）
摘要：高速切削加工是最重要的现代制造技术之一，高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，在航空航天业、模具制造业、汽车制造业等多个领域取得了巨大的社会经济效益。要充分发挥高速切削技术的优势，就必须具备高速加工机床。而实现高速切削的关键技术是选购性能优良的高速切削机床，这必须根据产品的材料、精度、批量等来选择相匹配的技术装备，使其在生产中充分发挥作用。
关键词： 高速切削机床 高速铣削 高速主轴 控制装置 中图分类号：TH1220
High-speed cutting machine tools
LIU Haibin
(Shenyang Ligong University , School of mechanical engineering , Shenyang 110159)
Abstract ：High-speed machining is one of the most important modern manufacturing technologies, High-speed cutting is an advanced, integrated technology being developed in the aerospace industry, mold manufacturing, automobile manufacturing and other fields has made tremendous social and economic benefits.We should give full play to the advantages of high-speed cutting technology, we must have high-speed machine tools. and the achievement of high-speed machining technology is the purchasing excellent performance of high-speed cutting machines. And the selection of equipment must follow material, precision, batch of the products, etc. to be matched to make it fully functioned in production.
Key words：High-speed cutting machine tools High-speed milling High-speed spindle Control device
0 前言
高速切削加工是一项综合性的高新技术。实现高速切削加工，机床的高速化是首要条件和最基础因素，高速机床是提供高速加工的主体。因此，开发和研制性能优良的可使机床执行部件带动刀具或工件获得极高工作速度的高速机床是发展高速切削加工的重中之重。现代数控机床加工中心的高速化已成为机床发展的主要方向和特征之一。
进入20世纪90年代以来，一批又一批高速切削加工机床陆续涌现并投放国际市场，并在制造业中驯熟扩大其应用范围，创造出了巨大的经济效益和社会效益，标志着高速切削加工这一高新技术已从理论和实验研发进入工业应用的新阶段。
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。高速切削在航空和航天工业中用于高
速铣削铝件已证明是有效的。高生产率的高速切削正在模具工业中, 尤其在模具精加工方面打开新局面, 今后将在更为传统的加工中得到发展。由于高速切削把切削速度提高近10倍, 从而缩短了加工时间也提高了产品质量。依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到5000米~8000米/分以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分) 以上；工作台的移动速度：（进给速度），在分辨率为1微米时，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率为0.1微米时，在24米/分以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12米/分。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。
1高速切削机床的诞生
Roeders 公司以其200年模具制造经验，在1989年德国Roeders 首先完成世界第一台高速加工中心，并提供技术数据予瑞士Mikron 合作生产高速加工中心，直至1994年双方因维修服务问题终止合作，Roeders 开始生产自己品牌高速机床，提供优质支持服务予世界广大客户。Roeders 机床在中国増长迅速，这种高精度的设备来说，这种误差是致命的，因为加工过程中一定会产生热量的，目前来说谁也不能把这些热量完全吸收掉！ 2.2要求高性能控制系统
高速加工追求高精度和高光洁度，要达到这个目自1998年第一台Roeders 机床进入中国市场，现已有60多台Roeders 机床在为中国模具业服务。
2 高速切削机床的结构特征
2.1高速切削机床的机架
结构机架设计都有同一个特征, 就是龙门架式设计, Z 轴挂在Y 轴上，成十字架式设计，而 X 轴在机床上以独立方向移动，工件只在一个轴向移动，各运动轴惯量相等，设计紧凑精密，确保刚性高，能在高动态性下保持高精度加工，然而“十字架”式设计常被人批评刚性不好，机床寿命短，他们认为Z 轴必须放在Y 轴的机床平台上滑动，才是刚性最好，但这些批评，只显示他们对高速切削理解不深，因为他们连高速加工基本理论也搞不清楚，因高速加工概念有着一个非常重要的理论称之为零切削，零切削概念是以高转速配合高进给速度，对工件进行切削加工，理论上当高转速及高进给速度达到普通加工的十倍以上时，所有刀具与工件磨擦而产生之热量都被切削时产生废削带走，故加工深度，切削量与传统机床切削方法有很多不同此处，因此高速加工能达到高光洁度效果，当然刀具是重要一环，没有适当刀具及刀把配合，所有理论均不能成立，现在回头再说机床部份，为甚么说这么多理论？因为要说明“十字架式”机床对高速加工之重要性，因只有十字架式机床才可在高进给速度时保持高加速率速，因在实际模具加工时，CNC 切削不可能只是A 点到B 点之间的移动，编程上我们因模具光洁度及精度要求，需由多点串连，没有高加速率，就没有高速加工，因十字架设计Z 轴重量大约只有500–700kg ，如果Z 轴在Y 轴平台移动，Z 轴重量就达到 1500kg – 2000kg ，要多大駆动马达才能达至0.75g 以上高加速率要求，基本上是不可能。此外全铸铁机床，不但刚性高，兼有温差同步膨胀的好处，不会因不同物料的温差膨胀系数不同而导致机床精度误差。有些人买了混合材质机床，如人造大理石 + 铸铁的机床后，发觉机床归零有偏差，就是因为两种材料膨胀系数不一致所致，对于高速加工中心
标，除了机床本身的精度之外，还要求NC 程序的精度要比普通加工高很多，一般在十倍以上，在计算机辅助制造中，CAM 软件一般采用点逼进法来加工圆弧，样条曲线等非直线外形，精度要求越高，就要求越多的点来逼近，这样产生的NC 程序往往多达十几兆至几十兆。这就要求机床的控制系统有非常高的数据处理能力，要有在1 秒钟内处理 5000 ～ 10000条数据的能力，这样的数据量工控机是望尘莫及的，所以我们经常会看到有的机床在转弯位和尖角位停顿甚至死机。有的厂商便采用专用的软件来优化数据，和机床捆绑销售，且不论会使用户增加投资。数据经过优化之后，加工的速度是上去了，但精度确降低了，同时，产品上该是尖角的地方也变成了圆角，因为尖角的数据往往最容易被优化掉。工控机的弊病，要有丰富的经验和很专业的技术人员才能熟练的驾驭，而 PC 开发的控制系统直观，条理性好，只要你接触过电脑，经过两三天的培训，即可熟练的操作。此外PC 计算机有着硬件维护容易，升级便宜简易之优点，不会有今天买明天落后的情况，试问10年前计PC 之CPU 机速度与今天PC 速度已相差20多倍，可笑是现今很多机床工控计算机仍使用Pentium133Mhz ，如何配合现今编程要求？实际上只要在PC 计算机加上防尘、防油处理，PC 计算机与工控机基本上没有分别，只是PC 运算速度比工控机快得多，而两者最大分别在于使用控制平台不一样而已，Roeders 机床控制平台使用 Windows 2000，升级简单、快捷、便宜上网下载便可，而工控机使用自身开发平台, 升级困难、昂贵、有时候系统出问题等几年音讯全无, 对客户影响深远, 由此可以预见, 高速加工中心的控制系统必然要向 PC发展。 2.3 高精度、快速的驱动系统
高速切削是高切削速度、高进给率和小切削量的组合，进给速度为传统的10 倍以上, 这首先要求机床的驱动系统和控制系统之间的数据传输要快, 因为光是控制系统处理数据的能力强是不够的，机床要实现普通机床10倍以上的进给速度，需要驱动系统处理数据的能力快百倍以上，普通机床的数据传输均使用
串口、并口、或同轴电缆，它们的传输速率远远达不到这个要求，所以有些高端机床使用光纤传输，这样不但速度快，稳定性也大幅度提高。其次，高速加工
程序由于数据密集，点到点之间，各轴经常在微距状态下高频率工作，这不仅要求伺服系统反应极其灵敏，更对伺服电机提出了更高的要求，随着电机技术
的发展，先进的直线电动机已经问世，并成功应用于CNC 机床，如图1，是其构造原理。先进的直线电动机驱动使CNC 机床不再有质量惯性、超前、滞后和振动等问题，加快了伺服响应速度，更提高了伺服控制精度和机床加工精度。不仅能使机床在f= 60m/min以上进给速度下进行高速加工，而且快速移动速度达f=120m /min，加速度达2g ，提高了零件的加工精度。而滚珠导轨配合更是高速加工中心不可缺少的设计。当前广泛应用的电-机伺服直线进给系统，通常有变频调速电机、机械传动环节、机床滑台和位置调节测量系统组成，见图2。
图1 直线电机构造原理
图2 电-机伺服直线进给系统构造原理 2.4 高速加工中心对刀具的要求
刀具技术和机床制造，从一开始就相辅相变成共
同发展，可以毫不夸张的说，只有刀具技术和机床技
术的不断发展，才推进了高速切削技术。高速加工必
须使用硬质合金刀具 , 很多人即时反应是成本贵 ,但相对加工效率这些生产成本是九牛一毛 , 试想想直接在硬钢加工省却多少铜料钱 , 电火花时间 , 电
费，人工费，少买几台贵价火花机，省下来的钱已够买一台Roeders 高速机，少买铜料，少用电，省下来的钱已够买硬质合金刀具，此外硬质合金刀具在加工时万一发生意外只会使刀具断掉，而使用白钢刀，刀具不会断撞力直接冲上主轴，对主轴轴承做成严重伤害，刀具价值与主轴价值比较，自然不难理解为何高速机规定使用硬质合金刀具。此外高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。除使用硬质合金材质外，并且普遍采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛（ TiN ）、氮化铝钛（ TiALN ）等等。涂层技术由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层。这一技术已成为提高高速切削能力的关键技术之一。选择切削参数时，针对圆刀片和球头铣刀，应注意有效直径的概念。高速铣削刀具应按动平衡设计制造。刀具的前角比常规刀具的前角要小，后角略大。主副切削刃连接处应修圆或导角，来增大刀尖角，防止刀尖处热磨损。应加大刀尖附近的切削刃长度和刀具材料体积，提高刀具刚性。刀具材料与被切削材料应具有较小的化学亲和力。高速铣削大多采用硬质合金刀具。在保证安全和满足加工要求的条件下，刀具悬伸尽可能短，刀体中央韧性要好。刀柄要比刀具直径粗壮，连接柄呈倒锥状，以增加其刚性。球头立铣刀要考虑有效切削长度，刃口要尽量短。
3 中国高速切削机床现状
很多机床供货商及客户经常谈论到维修、技术支持及人员培训的重要性, 但在中国市场在维修应用支持到位的供货商寥寥无几, 为甚么中国这个制造大国出现这个怪异现象, 好象是供货商与客户进行永不完之欺骗游戏, 看谁本领高就是成功中国普遍存在贪便宜的心态, 经常抱着拿三毛钱吃海鲜心态购买机床, 有些供货商为适应中国客户这种特殊心态, 以将货就价方法, 然后吹嘘产品性能, 并容许客户留 20%以上余款, 并答应待客户验收后才全数收取, 实质货品价
值早已留有水份, 20%余款收不收也没所谓, 售后服务
放在一旁, 理由是客户没付清余款, 更有些供货商将标准件变为选件销售, 看着客户购买心态来报价, 要
是客户预算不够, 就马上抽起标准件, 故意将机床价
格压低, 增加成功机会, 待客户机床到位后, 发觉货不
对劲, 然后才告诉客户要加钱购买原来的标准件, 客
户贪便宜的心态和供货商屡见不鲜的欺骗手法, 形成一个死循环，使得中国模具业技术改革以散步速度前
进。然而供货商拿不到合理利润, 自然没钱拨去维修机床, 更不消谈技术支持, 机床精度再高也需要维护保养, 更需要合适人员操作。正如飞机停在机场上是不会起飞的, 再先进的战机也要一流飞机师驾使, 配合合格的地勤人员才能发挥其真正威力, 机床只是硬件, 拥有一流机床, 不代表拥有一流制造技术就是这个道理, Roeders 公司有着 200 年模具制造经验不单制作出世界第一台高速加工中心, 并以多年模具制造经验向客户提供一流技术支持, 使客户在买得一流机床同时获得最新模具制造知识, 因Roeders 公司深明软硬件是不能分开的, 故Roeders 公司中国锥修部十二名工程师只照顾60台Roeders 机床, 以单一产品公司来说, Roeders 工程师数目与机床数目比例属全行之冠, Roeders 公司深知模具制作中人的重要性, 所以Roeders 工程师入职要求极为严格, 除需在模具厂有三年以上模具制作经验外, 更需熟悉 CAD/CAM 编程及模具设计, 在职一年后, 再送到德国Roeders 总厂培训一个月, 因此Roeders 工程师绝非只懂修机的普通技术员, 更是出色模具制造技工, Roeders 以其独有培训员工方法, 深信定能为中国客户提供高阶模具制造技术支持, 此点在高速加工尤其重要。
4 结论
高速加工机床技术是实现高速切削加工的最基本的关键技术之一。高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术，在航空航天业、模具制造业、汽车制造业等多个领域取得了巨大的社会经济效益。本文主
要讨论了高速切削加工对机床的特殊要求、高速切削加工机床的发展概况；要充分发挥高速切削技术的优势，除必须具备高速加工机床外，还必须综合应用高速切削刀具技术、高速切削工艺技术，高速切削CAD/CAM技术以及冷却润滑技术。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中高速数控机床就是代表产品之一。高速数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。最后，对高速切削加工设备的发展机型了展望。以期对大家认识高速切削加工技术和公司加工设备有说帮助，对于我国研究发展和不羁应用高速切削加工技术起到推动作用。
参 考 文 献
[1] 艾兴. 高速切削加工技术 2003（10） AI Xing. High Speed Machining Technology 2003(10)
[2] Masatoyo Sogabe .High Speed Machining With Linear Moros . Modern Manufacturing, 1997 [3] Voll H. Spindle units in machine tool engineering, Workshop and Operation 1996,126:2-12
作者简介：刘海斌，男，1989年出生，本科生，沈阳理工大学，机械制造及其自动化，主要研究方向机械设计制造 E-mail ：[email protected]