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高（gāo）速切削加工技術（shù）在數（shù）控（kòng）機（jī）床中的運用（yòng）

2021-1-14 來源：天津機電職業技術（shù）學院作者：朱祖（zǔ）明

摘要：本文首先介紹數（shù）控高速切削加工技術的優點，其次闡述數控機床應用高速切削技術的基本要求，最後提出數控高（gāo）速切削加工技術在（zài）數（shù）控機床的具體應用，希望可以促（cù）使高速切削加工技術能夠在數控機床中最大化發揮自身作用（yòng），促使工件質量和（hé）精確（què）度有所提升。

關鍵詞：高速切削加工技術　數控機床　運用

1、引言

在機械加工中高速切削加（jiā）工技術被（bèi）廣泛（fàn）運用，其主要原（yuán）因是由於高速切削有著高效率、高質量和精確度高、低消耗的特（tè）點。所以，運用高速切削加工技術不僅符（fú）合可持續發展觀，實現綠色（sè）環保，而且還可以提高工件質量，減少資源消耗。而數控機床是機（jī）械製造的主（zhǔ）要工具（jù），將其融（róng）入高速切削技術，對機械加工效率的提升有（yǒu）著至關重要（yào）的作用。

2　、數（shù）控高速切削加（jiā）工技術的優點（diǎn）

數控高速切削加工技術有著高效率、低消耗、工藝先（xiān）進等（děng）優勢，屬於現代化機（jī）械自動化製造技術的典型代表，與傳統（tǒng）切削技術相比（bǐ）有著不可替代的優勢。與此同時，數控高速切削加工技術的工作原理（lǐ）也發生重大的變（biàn）化，在一定程（chéng）度上促使切削加工質（zhì）量的進一步提升，以下是數控高速切削加工技術（shù）的優點。

2.1　切削速度有所提升

切削速度有所提升是數控高速切削加工技術最為顯著的一個特點，與傳統切削速度相（xiàng）比提高了 3 倍～ 8 倍，同時機床的空城速度也得到質的突破（pò），在一定程度上使得（dé）設備非切削空（kōng）行程時間有所減少，對於汽車模型等機械（xiè）設（shè）備加工效率的提升有一定幫助。

2.2　高速精密加工

數控高速切削加工技術切削速度的提升，會使得其切削力相（xiàng）應下降（jiàng） 30% 左右，其中（zhōng）徑向切（qiē）削力會大幅度下（xià）降，這在（zài）一定程度（dù）上（shàng）使得數控高速切削加工技術對薄（báo）壁類或者剛性能較差零件的技術加工有所提升，會（huì）使得數控高速切削加工技術係統的準確（què）度有所保障，其中係統定位夾持精度有顯（xiǎn）著（zhe）的提升，這也從側麵對其係統中（zhōng）的刀具係統精確度提出較高的要求，從而可以保（bǎo）障高速切削加工過程中係統的穩定性，使得加（jiā）工技術速度和精確度提升。

2.3　熱變形零件（jiàn）加工

在高（gāo）速切削技術具體應用過程中（zhōng），將近95% 以（yǐ）上（shàng）的（de）切削熱無法第一時間傳（chuán）輸到工件中，而是被切屑帶走，因此（cǐ）通常情況（kuàng）下（xià）工件都是冷卻狀態。所以高速切削技術對容易產生熱變形的零件效果更加良好。但也需要重點關注熱變形偏差問題的發生（shēng），該問題會在一定程度上影響數控切削加工技術的精確度，尤其是（shì）對機床等（děng）機械設備切削加工過程的影響[1]。這就需要采取合適的偏差消除技（jì）術減少（shǎo）熱變形偏差（chà）問題的發生，促使加工生產企業獲得更多的經濟收益。

2.4　難加工材料的加工

鈦合金、鎳基合金等在實際加工過程中，會由於硬度（dù）大、耐衝擊，且存在硬化的情況，會（huì）使得加工難（nán）度係數較大，從而導致在加工時會出現（xiàn）切削溫（wēn）度較高的情況，長久下（xià）去就會對刀具造成嚴重的磨損。而采取高速切削加工技術（shù）可以（yǐ）有效減少上述問（wèn）題的（de）發（fā）生，而且還可以（yǐ）保障機械製造生產（chǎn）效率和質量，同時也對模具質量的提升有一定的作用。

3、數控機（jī）床應用高速切削技（jì）術的基本（běn）要求

3.1 高速主軸單元運行要求

高速切削機床與普通機床相比，最大的區別就是高速主軸單元（yuán），高速切削（xuē）機床的高速主軸單（dān）元是高速切削操作（zuò）的中樞組織（zhī）。所以，對高速主軸單元的運行提出更為嚴格（gé）的要求，其中包含優（yōu）良的冷卻設備、穩定的平（píng）衡性能、最佳的動態性能和較高的傳遞力矩等[2]。

3.2 高速主軸單元技術參數的設置

若想要保障高速主軸單元技術的合理性（xìng），則需要合理的（de）設置相關參數，具體而（ér）言：

（1）主（zhǔ）軸的轉速設置，即主軸轉速 1min 要（yào）高於1000 轉。需要遵循高速主（zhǔ）軸轉速與普通機床轉速相比高出 5 倍～ 10 倍的原則。

（2）高速主軸機床（chuáng）的輸出（chū）功率設置。高速主軸機床的輸出功率需要（yào）控製在 20KW ～ 80KW。這樣的速度不僅可以（yǐ）提升高速（sù）切削的加工速度和效率，而（ér）且還可（kě）以對（duì）重載材料和部件進（jìn）行切削。（3）高速主軸（zhóu）單元在啟動過程中通常隻需要 1s ～ 2s 就可以實現（xiàn）高速運作，所以啟動（dòng）時間和製動時間相對較短。從側（cè）麵可以反映出（chū）注重單元的加速遠遠優於普通機床，這就需要將參數設置為（1—8）g（g=9.81m/s2）。

4、數控高速切削加工技術在數控機床的具體應用

4.1　在刀具、刀柄技工中的應用

由於數控（kòng）高速切削加工（gōng）技術較為（wéi）複（fù）雜（zá）多變，對刀具的製作有著十分高的要求。所以，需要相關工作人員在實際加工和製造時，重（chóng）點關注刀具的強度，刀柄的裝夾（jiá）定位（wèi）是否精確等問題。在整個製造過（guò）程中，離心力、振動數在對數控高速切削加工技術係統有著一定的影響，其可以滿足成品加工的高速動平衡（héng）、剛度需求，同時還可以（yǐ）保（bǎo）障刀具和刀柄的安全質量。在高速加工過程中，刀柄材料的選擇與加工速度有著直接的關係，相關工作人員需要根據實際情況合理選擇材料[3]。譬如，在（zài）高速加工中可以使用 HSK 高速刀柄（bǐng），該刀柄具有良好的熱脹冷縮性（xìng）能，同時也有著（zhe）良好穩定性。此外，在高速加工過（guò）程中刀具也會受到高溫（wēn）、摩擦、衝擊（jī）等因素的影響，這就要保障（zhàng）刀具既經濟適用，各項性能優良，同時也需要滿（mǎn）足耐高溫、摩擦、衝擊的要求，進而保障高速加工（gōng）的順利（lì）完（wán）成。

4.2　在銑削加工機床中的應用

現階（jiē）段，機床高速切削加工中已經逐（zhú）漸開始融入（rù）微電子技術、CNC 技術等，並被廣泛應用在銑削加工機床過程中。因機床（chuáng）係統結構複雜，對各方麵要求較高，需（xū）提高對應用（yòng）方式（shì）的重視度（dù），進而才（cái）可以使得機床高速切削加工技術最大化發揮自身作用，具體而言：

（1）需要（yào）保障機床係統的剛性。在銑削機床加工製造時（shí），需保障（zhàng）高速切削加工技術最（zuì）大化發（fā）揮自身作用，進而（ér）能夠與高速供給驅動器相（xiàng）互配合，具體參數（shù）：快進速度需要保持在 40m/min，銑削係統減速度在 0.3m/s、加速度 0.4m/s，3D 輪（lún）廓加工速度控（kòng）製在10m/min。

（2）刀柄和主軸剛性能與相關標準要求（qiú）相（xiàng）符合，即係統轉速（sù）為 10000r/min ～50000r/min，為減少主軸（zhóu）和刀具之間（jiān）的（de）軸向細縫，需要將其控製在 0.00762mm 內，同（tóng）時主軸需要將（jiāng）空氣壓縮，冷卻係統[4]。

（3）需要保障技工技術流程的規範（fàn）性，在刀具與切削條件（jiàn）相互配合的情況下，需要促使工藝流程質量的提升（shēng），進而可以保障機床（chuáng）使用率的提升，可以在未有工作（zuò）人員操作的情況下，還（hái）可以保（bǎo）障加工技術的安全性和穩定（dìng）性。

4.3　高（gāo）速數控切削加工技術的數控編程策略

高速數控切削加工技術（shù）雖然（rán）可以促使傳統加工效率（lǜ）和質量的提（tí）升，但也（yě）存在複雜多變的（de）控製性能。在數控編程中（zhōng），需重點關注刀（dāo）具的準確度和安全（quán）穩定，與（yǔ）此同時也需保障（zhàng）機械製造表（biǎo）麵的光滑和準確。所以，要重點研究（jiū）高速（sù）數控切削技術的編程問題（tí）。在整個高速數控切削加工中，為能夠（gòu）使得加工安（ān）全和質量有所提升，需要（yào）保障刀具和機床負載不超標，還需要對工（gōng）件、刀具和夾（jiá）具之間的距（jù）離進行合理的（de）控製。若機床（chuáng）和刀具兩者之（zhī）間出現過載的情（qíng）況，則會增（zēng）加機械製造加工（gōng）成本費用，進而使得工件（jiàn）質量和準確性受到影響，所以（yǐ）需提高對數控（kòng）編程工作的重（chóng）視度（dù）[5]。

與此同時（shí），整個數控編程（chéng）工作最（zuì）終的目的是對高速數控切（qiē）削加工技術的切（qiē）削（xuē）載荷進行合理的控製，使得加工技術最大化發揮自身作用。所以，對金屬切削層厚度進行合理的控製，采取分層加工的方（fāng）式。在刀具切削工件時，根據實際情況選擇合適的刀具；刀具的運動（dòng）路線也需要保持合理性（xìng），嚴禁杜絕直（zhí）接過濾情況的發生。由於加工（gōng）工件（jiàn）的準確度與切削積技術水平有著直接的關係，需要在（zài）數控高速切削加工時，嚴格（gé）遵循行管標準控製精確對和質量（liàng），從而減少刀具切入次數（shù），改變（biàn）走刀軌跡，切削進給量合理，有效杜絕切削振動情況的出現。如若進（jìn）給量少，則會（huì）造成（chéng）切削不穩定，進而出現振動。因（yīn）此，需要控製在合理的範圍內，保障（zhàng）加工表麵的質量和光滑（huá）度[6]。

5、結束語

總而言之，在機械製造（zào）過程中，數控高速切削加（jiā）工技術的廣泛運用，不僅可以促使加工質量和效率的（de）提升，而且還能（néng）夠減少切削時間，使得工件製（zhì）造周期有所（suǒ）減少，進（jìn）而可以在市場競爭中占有重要（yào）地位。但數（shù）控高速切削（xuē）加工技術也存在一定的局限（xiàn）性，其中包含數控編程係統、機床要求等內容，需要加大相關方麵的研究力（lì）度，促使數控高速切（qiē）削加工技術最大化發揮自身作用。

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