高速切削加工是麵向（xiàng）21世問紀的一項高新技術，它以高效率、高精度和高表麵（miàn）質量為（wéi）基本特征，在汽車工業、航空航天、模具製造和儀器儀表等行業中獲得了越來越廣泛的應用，並已（yǐ）取得了重大的技術經（jīng）濟效益，是當（dāng）代先進（jìn）製造技術的重要組（zǔ）成部分。

　　高速切削加工的技術特征（zhēng）

　　高速切削是實現高效率製造的核心（xīn）技術，工序的集約化（huà）和設備的通用化使之具有很高的生產效率。可以說，高（gāo）速切削加工是一種不增加（jiā）設備數量而大幅度提高加工效率所（suǒ）必（bì）不可少的技術。其技術特征主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削的5～10倍：
　　2）機床主軸（zhóu）轉速很高，一般將主軸轉速在10000～20000r/min以上；
　　3）進（jìn）給速度很（hěn）高，通常達15～50m/min，最高可達90m/min
　　4）對於（yú）不同的切削材料和所采用的刀具材料，高（gāo）速切削的含義也不盡相同；
　　5）切削過程（chéng）中，刀刃的通過（guò）頻率（Tooth Passing Freqnency）接近於（yú）“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）的概念及其涵蓋的範圍，如圖（tú）1所示。認為對於•不同的切削對象，圖中所示的過渡區（Transition）即為通常（cháng）所謂的（de）高速切削範圍，這也是金屬切削工（gōng）藝相關的技術人員所（suǒ）期待的或者可望實現的切削速（sù）度。

　　與傳統加工相比，由於高速切削顯著地提高了切削速度，從而導（dǎo）致工件與前刀麵的摩擦增大並導致（zhì）切屑和（hé）刀具接觸麵溫度的提高。在該接觸點，摩（mó）擦帶來的高溫能達到工件材（cái）料的熔點，使得切（qiē）屑變軟（ruǎn）甚至液化，因而大大減小了對切削刀具的阻力，也就是減（jiǎn）小了切削（xuē）力，使得切削變得輕快，切屑的產生更（gèng）加流暢。同時由（yóu）於加工產生的熱量的70%～80%都集（jí）中在切屑上，而切屑（xiè）的（de）去除速度很快，所以（yǐ）傳導（dǎo）到工件上的（de）熱量大大（dà）減少，提高了加工精度。高速切削加工技術（shù）的優（yōu）點主要在於：提高生產效率；提高加（jiā）工（gōng）精度和表麵質量；降低切（qiē）削（xuē）阻力。

 
　　FTL：用高速加工中心組成高效率的柔性生產線（FTL），具有小型化、柔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（tuán）某發動機公司利（lì）用該生產線加工發動機機（jī）體、氣缸蓋、濾清（qīng）器（qì）座等工件的實例。

　　為了發揮以車削加工中心和（hé）鏜銑類加工中心（xīn）為代表的高速切削加工技術和自動換刀功能的優勢，提高加（jiā）工效（xiào）率，對複（fù）雜零件的加工應盡可能采用集中工序的原則，即要求在一次（cì）裝夾中實現多道工序的集中（zhōng）加工，淡化傳統的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切（qiē）削工藝（yì）的界限，充（chōng）分發揮（huī）設備和刀具的高速切削（xuē）功能。同時，對（duì）刀具也提出了多功能的新要求，要（yào）求一種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（shǎo）刀具的數量和庫存量，有利於管理和降低製造成本。較常用的有多功（gōng）能車刀、銑刀、鏜銑刀、鑽銑刀、鑽-銑螺（luó）紋-倒角等刀具。在批量生（shēng）產線上使用一些針對性的工藝策略，還需要開發的專（zhuān）用刀具、複合刀具或智能刀具，以提高加工效率和精度（dù），減少投資。在高速切削條件下，有的專用刀具可將零件的加工時間（jiān）降至原來的1/10以下，效果十分顯著（zhe）。

 
　　圖3所示為筆者專門（mén）為汽車發動機機（jī）體的頂部止（zhǐ）口和主軸承（chéng）座結合麵的加工而設計的高速切削工藝。機體材料（liào）為灰鑄鐵，刀具為CBN不（bú）重磨複合刀具，主軸轉速12000r/min，切削餘量為0.02mm。圖中兩處關鍵（jiàn）部位一次銑（xǐ）削到位，重要尺寸A靠複（fù）合銑刀本身保證。該工藝還有效地避免（miǎn）了（le）由於單獨銑削主軸承座結合麵刀杆較長而引起的（de）顫（chàn）振，大大（dà）提高了切削（xuē）精度、切削效率和表麵質量。

　　FMS：由於（yú）產品壽命周期不斷地在縮短，品種數便不斷地增加。在這種（zhǒng）情況下，如何縮短（duǎn）更換品種的（de）時間成為一大關（guān）鍵問題；由於產品設計的改變，其加工設備如何靈活地與之相適應（即具備柔性（xìng））又是一大課題。於（yú）是又出（chū）現了以高柔性的通用加工（gōng）中心（xīn）構成的FMS。這裏所說的“高柔性的通用加工中（zhōng）心”不同於一般概念下的加工（gōng）中心，它們是專門（mén）為批量生產而開發的，充分滿足（zú）了納入批（pī）量生產用的FMS時所具備的條件，即高生產率、省（shěng）麵積、易排（pái）屑、安（ān）裝移（yí）位容易及連續運轉性能優越等，是一種（zhǒng）高速緊湊型加工中心。
 

　　日本（běn）三菱重工為適應批量生產之急需采用這種高速加工（gōng）中（zhōng）心為主機，開發了所謂“梭式FMS”（見圖4）。該FMS由8台M-H5A三（sān）坐標加工中（zhōng）心和位於機床前方的載（zǎi）有2個（gè）托板的無人（rén）運載（zǎi）車（AGV）構成，運載車用於（yú）交換托（tuō）板，往複於托板裝卸（xiè）工位和各機床之間（jiān）。操作（zuò）者隻（zhī）須在（zài）一個位置通過操作按鈕進（jìn）行工件裝（zhuāng）卸就可以了，不必往返於機床之（zhī）間。運載（zǎi）車（chē）依次行至即將完成加（jiā）工的機床前麵等待，待機床加工完之後在機床與運載（zǎi）車之（zhī）間（jiān）實現托板交（jiāo）換，然後載著加（jiā）工完的成品（pǐn）返回裝卸工位。