机械加工中高速切削加工的关键技术分析

　　[摘 要]在切削技术不断的发展和创新下，高速切削加工技术逐渐得到了广泛应用，作为一种高效制造加工过程。可以实现高质量、高精度的加工制造。尤其是在控制单元和数控系统的优化创新，高速切削加工逐渐被广泛应用在航天工业铝合金加工中，同时在电子元件和汽车制造领域中有所应用。而高速切削加工由于自身研制周期短、切削力偏低，可以有效提升加工效率和质量，得到了广泛的应用。由此看来，加强高速切削加工在机械制造中应用研究，有助于为改善传统技术中存在的缺陷和不足，提升加工作业效率和质量。本文就高速切削加工在机械制造中应用进行分析，提出合理的措施予以实践。
　　[关键词]高速切削加工；机械制造；应用；轻合金
　　中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0040-01
　　一、高速切削加工技术的应用领域
　　高速切削加工作为一种前沿的制造加工技术，较之传统的加工技术而言优势更为突出，可以更好地满足市场激烈竞争需求的同时，还可以保证加工质量和低成本需求。
　　（一）航空航天工业轻合金加工
　　在航空航天领域中，如何能够减轻重量是相关工作者长期以来的主要研究方向，在航空航天器研究制造中，通过焊接形成的组合构件，合并为含有复杂零件的综合体，通过整体制造法，将其中85%的材料剔除。由于金属切割工序自身特性，切割难度大、工作量大，传统的切削加工技术较为陈旧，实际应用中需要浪费大量的时间和精力，切削加工效率偏低。而高速切削加工技术的出现，以其独特的优势被广泛应用在航空航天加工领域中，有效改善传统工艺中存在的缺陷和不足，取得了可观的成效，无论是切削效率还是质量，抑或是切削成本都得到了显著的改善，实践应用成效更为突出。
　　（二）模具制造业
　　模具的生产制造更多的是采用高强度、耐磨性较强的合金材料，通过热处理制造，所以加工难度较大。以往的加工工艺主要是通过电火花加工处理，生产效率和质量偏低。而高速切削加工技术在模具加工中应用，可以有效提升模具加工效率和精度，满足高标准要求，带来更大的效益。
　　（三）汽车业加工
　　汽车发动机中的汽缸盖和箱体主要是采用组合机床加工方式，对于技术变化较快的零件，由于参数经常变化，所以为后续的车辆维修和更换部件带来一定的不便，现在主要是通过高速切削加工技术进行加工，可以更好地满足加工要求，提升加工效率和质量。
　　（四）纤维增強复合材料加工
　　对于纤维增强复合材料的加工处理，由于材料强度较高，所以切割刀具磨损十分严重，同聚晶金刚石PCD刀具高速加工和制造，实际效果较为可观。同时，还可以有效避免层间剥离问题的出现，大大提升加工效率和质量。
　　（五）扩展领域
　　高速切削加工技术经过不断完善和创新，技术水平得到了显著提升，而干式切削正是高速切削加工技术的拓展形态，以其快速成型和高密度零件加工优势，得到了广泛的应用，大大提升加工制造质量。
　　二、高速切削加工技术的关键技术
　　（一）高速切削加工技术的要求
　　在高速切削加工技术应用中，需要相应的条件支持，而机床正是高速切削的关键性因素。高速切削加工技术应用要求机床厂具备高动态和高转速特点、大功率、机床刚性更为突出，同时还可以有效降低加工和制造中产生的振动，提升控制性能的同时，为高速切削加工提供安全防护，各项活动有序开展。
　　其一，主轴高速运转，作为高速切削机床的核心部件，要求传递的扭矩和功率系数更大，在高速运转具有良好的动态特性。通过高精度陶瓷轴承和新润滑技术的广泛应用，促使高速主轴转速得到了显著提升。进给速度快，在提升高速主轴转速的同时，还可以有效提升进给速度，主要是采用直线电机驱动导轨。
　　其二，进给系统的加速度较高，机床进给系统工作行程大概停留在几十到几百毫米左右，短行程中为了能够保证切削稳定，除了需要較高的进给速度以外，还要保证进给系统具备更高的加速度，保证切削作业活动的有序开展。在满足机床结构设计要求的同时，还可以推动机床设计创新和发展。
　　其三，高速切削机床结构要求较高，对于机床结构的刚度和力学性能要求较高。
　　（二）高速切削加工对刀具的要求
　　对于优质刀具材料的选择，在满足高强度、耐磨性和经济型要求的同时，还需要具备更高的抗冲击性和耐热性，能够在实际应用中具备良好的力学性能。高速切削加工技术在实际应用中，要求刀具寿命更高，提升加工质量和加工精度，避免换刀带来的不必要麻烦，影响到生产效率。此外，对于高强度、高温韧性和高温强度性能，是高速切削加工中刀具材料的基础条件。当前广泛应用的高速切削刀具材料较为多样，包括金属陶瓷刀具、涂层刀具以及金刚石刀具等等。
　　对于高速切削的刀具结构要求较高，刀具在高速切削作业中，以往的刀具由于接触不可靠，所以切削加工效率低。而高速切削的刀具采用短锥柄，实际应用中可以获得更高的接触刚度和切割精准度。同时，在加工中高速切削可以实现快速换刀，由于其独特的刀柄结构，换刀时间得到有效地减少。但是需要注意的是，在高速切削刀具使用前，需要经过充分的精密动平衡处理，避免工作发生不同程度上的振动问题。
　　（三）高速切削加工的工艺要求
　　其一，在选择切削方式时，应该尽可能通过顺铣加工工艺，保证切削工作有序开展。主要是由于在切削初期，切屑厚度较大，逐渐减小。在逆铣时，由于刀具刚切入厚度最小，随后逐渐增加，这样可能加剧刀具和工件的摩擦，刀具热量增加，径向力随之增加。
　　其二，金属去除率稳定，确保工件的切削时刀具承受的负荷均衡、稳定，延长刀具使用寿命的同时，确保切削活动有序进行，提升切削质量和效率。
　　其三，走刀方式选择中，对于敞口性强的区域，可以从选择从材料外面走刀，这样可以更加充分的了解到切削情况，同时尽可能降低刀具急速换向，保持单一的方向进行切削，主要是由于在急速换向时要求机床停止，然后进行后续的加工活动。这样将会造成时间的浪费，影响到切削精度。故此，应该尽可能降低刀具切入变向次数。
　　三、结论
　　综上所述，高速切削加工逐渐被广泛应用在航天工业铝合金加工中，同时在电子元件和汽车制造领域中有所应用。而高速切削加工由于自身研制周期短、切削力偏低，可以有效提升加工效率和质量，做出了突出的贡献。
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