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          高速切削不應僅以速度為衡量標準

          時間:2020-06-27 10:01:00 來源: 點擊:

          生產率與切削速度是有密切關系的,切削速度的提高可以提高生產率,同時精密和超精密加工技術的發展也對機床的切削速度有了更進一步提高的要求。
              高速切削加工的概念提出后,經過長期的探索、研究和發展,在近期才被廣泛應用于工業生產。目前,加工鋼件時切削速度已達到3000m/min,加工鑄鐵也達到3000m/min,而加工鋁合金時切削速度則達到7000m/min,比常用的切削速度提高了許多倍。除了高速切削外,高速磨削技術也已進入實用階段。常規磨削速度為30~40m/s,而超高速磨削的速度已達到150m/s以上了。高速切削和磨削除了能大幅度提高生產率以外,還可以提高加工質量,大大改善加工表面質量。
              高速切削是指在比常規切削速度高出很多的速度下進行的切削加工。傳統的切削速度和刀具壽命的關系被假定為線性關系,即刀具的速度越高,刀具的磨損越快。20世紀上半葉,一些研究人員發現,在某些加工過程中,切削速度達到某個值后,情況開始發生變化,刀具磨損加劇,但是速度繼續上升,超過這一值域,又可以恢復正常加工。經過長期的生產實踐,人們意識到對于某一特定的被加工材料來說,在比現行使用的切削速度高許多倍的區域可能存在一個十分理想的切削條件。在這個切削條件下,生產率高,刀具耐用度長,而且切削力也比較小。
              高速切削中切削力減小是高速切削技術應用發展的物理基礎。對于為什么速度高到一定程度,切削力會減小的問題,有人認為是由于工件材料軟化所致。這種軟化可以理解為切削速度加快,切削剪切區溫度升高,材料屈服極限降低。也有研究者認為,切削加工所需的能量在某一速度范圍內達到平衡點,隨著切削速度進一步加快,切削力降低,并在某一速度后保持不變,然后可能隨著切削的動量改變略有變化。但這些推斷都還不能從材料變形機理上予以確切說明。所以,進一步的研究應當考察切削中產生材料變形所需能量是否隨材料變形速度而變化,是否在變形速度(流變速度)超過某一極限值后改變了材料變形方式,從而使變形所需能量減少了。確定這一界限,尋求最佳切削速度具有重大的意義。
              怎樣定義高速切削?目前一般的定義是5~10倍于常規切削速度的切削稱為高速切削。筆者認為,在薩洛蒙(Salomon)理論成立的前提下,特定材料切削速度達到極限速度時的切削狀態就應稱為高速切削,高速切削不僅僅通過速度來劃分,而是跟材料的物理力學性能和切削狀態密切相關。
              盡管目前已形成了高速切削的實用技術,但高速切削機理研究還只停留在一個試驗探索階段,在基礎理論上的研究還不成熟。從切削過程中材料的物理力學性能變化狀態,而不僅僅通過切削速度來區分常規切削加工和高速切削加工更為科學合理。
           

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