高速切削加（jiā）工是麵向21世問紀的一項高新技（jì）術，它以高效（xiào）率、高精度和高表麵質量為基本特征，在汽車（chē）工業、航空航天、模具製造和儀器儀（yí）表等行業中獲得了越來越廣泛的應用，並已取得了重大的技術經濟（jì）效益，是當代先進製造技術的重要（yào）組成部分。

　　高速（sù）切削加工的技術特征

　　高速切削是實現高（gāo）效率製造的核心技術，工（gōng）序的集約（yuē）化和設備的通用化使之具有很高的生產效率。可（kě）以說，高速切（qiē）削加工是（shì）一種不增加設備數量而大幅度提高加（jiā）工效率所必不可少的技（jì）術。其技術特征主（zhǔ）要表現在如下幾個方麵：

　　1）切削速度很高，通常認為其速度超過普通切（qiē）削的5～10倍：
　　2）機床主軸轉速很高，一般將主軸轉速在10000～20000r/min以上；
　　3）進給（gěi）速度（dù）很高，通常達15～50m/min，最高可達90m/min
　　4）對（duì）於不同的切削材料和所采用的刀（dāo）具材料，高速切削的含義也不盡相同（tóng）；
　　5）切（qiē）削過程（chéng）中，刀刃的通過頻率（lǜ）（Tooth Passing Freqnency）接（jiē）近於“機床-刀具-工件”係統的主導自然頻率（Dominant Natural Frequency）。
 

　　1992年，德國Darmstadt工業大學的H.Schulz教授在CIRP上提出了高速切削加工（High Speed Manu facturing，HSM）的概念（niàn）及其涵蓋的（de）範圍，如（rú）圖1所示。認為（wéi）對（duì）於•不同的切削對象，圖中所示的過渡區（Transition）即為通常所謂（wèi）的高速切削範圍，這也是金屬切削工藝相關的技術人員所期待的或者可望實（shí）現的切削速度。

　　與傳統加工（gōng）相比，由於高速切削（xuē）顯著地提高了切削速度，從而導致工件與前刀麵的摩擦增大並導致切屑和刀（dāo）具接觸麵溫度的提高。在該接（jiē）觸點，摩擦帶來的高溫能達到工件材料的熔點，使（shǐ）得切屑變軟甚（shèn）至液化，因（yīn）而大大減小了對切削（xuē）刀具的阻力，也（yě）就是（shì）減（jiǎn）小了切削力，使得（dé）切削變得輕快，切屑的產生更加流暢。同（tóng）時（shí）由於加工產（chǎn）生的熱量的（de）70%～80%都集中在切屑上（shàng），而切屑的去除速（sù）度很快，所以傳（chuán）導到工件上的熱量大大減少，提高了加工精（jīng）度。高速切削加工技術的優點主要（yào）在於（yú）：提高（gāo）生（shēng）產效率；提高加工精度和表麵質量；降低切削阻力。

 
　　FTL：用高速（sù）加工中心組成高效率的柔性生產線（FTL），具有小（xiǎo）型化、柔（róu）性突出以及易於變更加工內容等顯著特點。圖2為上汽集團某發動機（jī）公司（sī）利用（yòng）該（gāi）生產線加工發動機機體、氣缸蓋、濾清器座等工件的實例。

　　為了發揮以車削（xuē）加工中心（xīn）和鏜銑類加工中（zhōng）心為（wéi）代表的高速切削加工技術和自動換刀功能的優勢，提高加工效率，對複雜零件（jiàn）的加工（gōng）應盡可能采用（yòng）集中工序的原則，即（jí）要求在一次裝夾中實現多道工（gōng）序的集中加工（gōng），淡化傳統的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，充分發揮設備和刀（dāo）具的高速切削功能。同時，對刀具也提（tí）出了多功能的新（xīn）要求，要求（qiú）一種（zhǒng）刀具能完成零件不同工序的加工，減少換刀次數，節省換刀時間，以減少刀具的數量和庫存量，有利於管理和降低（dī）製造成本。較常用（yòng）的有多功能車（chē）刀、銑刀、鏜銑刀、鑽銑刀、鑽-銑螺紋-倒角等刀具。在批（pī）量生（shēng）產線上使（shǐ）用一些針對性（xìng）的工藝策略，還需要開（kāi）發的專用刀（dāo）具（jù）、複合刀具或智能刀具（jù），以提高加（jiā）工效（xiào）率和精度，減少投資。在高速切削條件下，有的（de）專用刀具可（kě）將零件的（de）加工時間降至原來（lái）的1/10以下，效果十分顯著。

 
　　圖3所示為筆者專門為汽車發（fā）動機機體的頂部止（zhǐ）口和主軸承座（zuò）結合麵的加工而（ér）設計的高速切削工（gōng）藝。機體材料為灰鑄鐵，刀具為CBN不重磨（mó）複合刀具，主軸轉速12000r/min，切削餘量為0.02mm。圖中兩處關鍵部位一（yī）次銑削到位，重要尺寸A靠複合銑刀本身保證。該工藝還（hái）有效地避免了由於單獨（dú）銑削主軸承（chéng）座結合麵（miàn）刀杆較長而引起的顫振，大大提高了切削精度、切削效率和表麵質量。

　　FMS：由於產品壽命周（zhōu）期不斷地在縮短，品種數便不斷地增加。在這種情況（kuàng）下，如何縮短（duǎn）更換品種的時間成為一大關鍵（jiàn）問題；由於產品設計的改變，其加工設備如何靈（líng）活地與之相（xiàng）適應（即（jí）具備柔性）又是（shì）一大課題。於是又出現了以高柔性（xìng）的通（tōng）用加工中心構（gòu）成的FMS。這裏所說的“高柔性的通用加工中心”不同於一般概念下的加工中心，它們是專門（mén）為（wéi）批量生產而開發（fā）的，充分滿足了（le）納（nà）入批量生產用的FMS時所具備的條件，即高生產率（lǜ）、省麵積、易排屑、安裝移（yí）位容易及連續運轉性能（néng）優越等，是一種高速緊湊型加工中心（xīn）。
 

　　日本三（sān）菱重工為適（shì）應批量生產之急需采（cǎi）用（yòng）這種高速加工中心（xīn）為（wéi）主機，開發了所謂“梭式FMS”（見圖4）。該FMS由8台M-H5A三坐標加工中心和位於機床前方的載（zǎi）有2個托板（bǎn）的無人運載車（AGV）構成，運載車用於（yú）交換托板，往複於托板（bǎn）裝卸（xiè）工位和各機床之間。操作者隻須（xū）在一個位置通過（guò）操（cāo）作按（àn）鈕進行工件裝卸就可以了，不必往返於機床之（zhī）間。運載車（chē）依次行至（zhì）即（jí）將完成加（jiā）工的（de）機（jī）床前麵等待（dài），待（dài）機床加（jiā）工完之後在機（jī）床與（yǔ）運載車之間實現托板交換，然後載著加工完的成品返（fǎn）回裝卸工位。