對金屬切削加工技術(shù)的探析

田遠(yuǎn)巍

摘要：伴隨著我國科技的快速發(fā)展，一些先進(jìn)的加工技術(shù)相繼出現(xiàn)，如：電加工、激光加工、超生加工等，但是切削加工仍以其能耗小、效益高的優(yōu)勢，在眾多加工方法中完成了90%以上的機械加工工作。也正因如此，做好切削加工技術(shù)分析則具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文筆者即從以下幾個方面入手對金屬切削技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行粗淺的探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：金屬切削 切削加工 技術(shù)

中圖分類號：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2016）07（b）-0000-00

切削加工以其能耗小、效益高的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在機械加工之中，并成為機械加工過程中的一個重要環(huán)節(jié)。也正因如此，做好對切削加工技術(shù)的分析與研究，始終是機械加工技術(shù)人員所面臨的重要課題。以下筆者即結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻(xiàn)，從幾個方面入手可對金屬切削技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了粗淺的分析，也希望通過本文筆者的粗淺闡述，能夠為廣大同行在今后的工作中提供有益的參考與借鑒。

1對金屬切削的分析

金屬切削加工就是利用刀具，將工件上多余的材料進(jìn)行切除，進(jìn)而使加工件獲得想要的形狀、尺寸與精度，并且使加工件的表面質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的加工要求。而要想實現(xiàn)這一加工過程，則必須要具備以下三個條件：第一，加工件與刀具之間必須要具備一定的相對運動，也就是說進(jìn)行切削運動；第二，刀具與材料必須要具備一定的切削性能；第三，刀具必須要具備一定的幾何參數(shù)，也就是具備一定的切削角度。一般來講，在整個金屬的切削加工過程中，普遍都是通過機床或者是手持工具開展的，而主要的加工方法則具體包括了：車、銑、刨、磨、鉆、鏜、齒等加工方法，這些加工形式雖然是多種多樣的，但是無論是哪一種加工形式，在加工的過程中都會出現(xiàn)一個共同的現(xiàn)象與規(guī)律，而這些共同的現(xiàn)象與規(guī)律恰恰就是金屬切削工作人員以及研究工作者從事切削加工方法學(xué)習(xí)與研究的共同基礎(chǔ)所在。

在對金屬切削加工技術(shù)的分類中，我們可以按照工藝特征、表面形成方法，這兩點進(jìn)行分類。其中，按照工藝特征可分為：車削、銑削、鉆削、拉銷、鏜削等；按照表面形成方法則可以分為：滾切法、成形法、刀尖軌跡法。

2.金屬切削加工自動化技術(shù)的發(fā)展

近些年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，微電子與信息技術(shù)在機械加工技術(shù)中的應(yīng)用，不僅有效提高了制造業(yè)管理水平，還有效降低了機械制造過程中的大量輔助工時，推動了機械自動化的發(fā)展，并且給傳統(tǒng)的金屬切削理論與技術(shù)帶來了全新的發(fā)展方向，其中較為重要的發(fā)展領(lǐng)域與技術(shù)成果如下：

第一，切削數(shù)據(jù)庫與工藝數(shù)據(jù)庫。近些年來，在微機輔助數(shù)據(jù)庫技術(shù)的大力推廣與實際應(yīng)用中，不僅有效克服了過去純手工查閱手冊作業(yè)，依靠人工經(jīng)驗解決切削技術(shù)問題的困境，還進(jìn)一步提高了工作人員獲得信息的速度，加大了信息量的掌握，彌補了信息準(zhǔn)確性不足的問題，為CAPP系統(tǒng)、CAM系統(tǒng)、CIMS系統(tǒng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)；

第二，切削技術(shù)專家系統(tǒng)。切削技術(shù)專家系統(tǒng)的根本所在，是人工智能技術(shù)在金屬切削領(lǐng)域中的應(yīng)用，而恰恰也是專家系統(tǒng)的出現(xiàn)成為了金屬切削過程中可能出現(xiàn)的各類問題、診斷、決策的重要解決工具；

第三，切削用量和工藝過程優(yōu)化。傳統(tǒng)理論上的優(yōu)化主要是對單刀，單工序，單目標(biāo)，單參數(shù)的優(yōu)化。而在現(xiàn)代化的機械加工之中對其優(yōu)化則以多刀、多工序、多目標(biāo)為主，因此，這也是正是優(yōu)化理論與技術(shù)不斷進(jìn)步的重要體現(xiàn)；

第四，切削過程檢測與監(jiān)控。在無人管理的制造系統(tǒng)中，必須建立完善的切削過程檢測與監(jiān)控系統(tǒng)，對其制造過程中的各種狀態(tài)和各種故障進(jìn)行有效的監(jiān)管，降低制造過程中的廢品出現(xiàn)率，降低加工成本。

3.精密高效切削技術(shù)的發(fā)展

在20世紀(jì)50年代初期，國外發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始了對超精密切削技術(shù)以及機床的研發(fā)工作，因此，直至今日，我們在金屬切削過程中所使用的金剛石刀具以及專業(yè)機床的切削厚度儼然已經(jīng)達(dá)到了1μm。而中小型超精密機床，其主軸回轉(zhuǎn)的實際精確度可以達(dá)到0.05μm，形狀精度可以達(dá)到0.3μm到0.5μm，加工表面的實際粗糙程度則可以控制在0.01μm以下。

在尖端工業(yè)技術(shù)及現(xiàn)代化武器的制造過程中必須用到精密加工技術(shù)，甚至成為該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。所以，在當(dāng)前許多高新技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計之中，往往對加工技術(shù)提出了微米級、亞微米級、納米級的精度要求。而近些年來，我國也加強了對精密高效切削技術(shù)的研究與開發(fā)，一些單位對超精密加工機床和切削技術(shù)的研究也取得了十分有益的成效。

而采用超高速切削的突出特點如下：第一，超高速切削不僅具備著較高的切削效率且整體的能耗較低；第二，因單位切削力的逐步下降，使得切削過程中的熱被切削走，進(jìn)而降低切削的熱度，使切削過程中的激振頻率原理工藝熊的共振，進(jìn)而提高了切削加工質(zhì)量與進(jìn)度；第三，延長了刀具的使用壽命；第四，超高速切削可以完成對精密薄壁件的一次成型加工，進(jìn)而擴大了切削技術(shù)的加工范圍。

4.刀具技術(shù)的發(fā)展

在切削加工過程中刀具作為其實施主體，與切削技術(shù)的發(fā)展有著至關(guān)重要的聯(lián)系。也正因如此，近些年來在進(jìn)一步加強切削加工技術(shù)發(fā)展的同時，在刀具技術(shù)方面，也紛紛涌入了許多極具發(fā)展?jié)摿Φ娜碌牡毒呱a(chǎn)材料。

第一，具有極高性能的高速鋼，這種高速鋼具有極強的耐用性，在一定的切削條件下，其切削速遞是高速鋼的1.5倍到3倍之間；

第二，全新的硬質(zhì)合金金屬，這種硬質(zhì)合金金屬比傳統(tǒng)的合金金屬應(yīng)用范圍更為廣泛，可用在端銑刀、立銑刀、鉸刀、鉆頭等螺紋齒輪刀具之上；

第三，涂層刀具在柔性自動化加工中具備著十分卓越的優(yōu)越性，是近些年來在工業(yè)研究過程中十分活躍的一個研究領(lǐng)域；

第四，具有十分高硬度的刀具材料，這種刀具材料由于硬度極高，因此可以用于對硬質(zhì)合金和陶瓷的切削。

可以說伴隨著金屬切削領(lǐng)域的不斷發(fā)展，刀具技術(shù)也在隨之不斷的完善與發(fā)展，而刀具材料更是為了迎合刀具技術(shù)的應(yīng)用做出了十分巨大的革新與完善，這就給刀具結(jié)構(gòu)的變化帶來了十分巨大的進(jìn)展，尤其是刀具結(jié)構(gòu)上的柔性化更是極大的拓展了柔性自動化加工設(shè)備的應(yīng)用，為提供機械加工效率起到了十分重要的作用。

5.金屬切削技術(shù)的發(fā)展趨勢

金屬切削技術(shù)與理論作為機械制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)理論，其對整個世界制造技術(shù)的發(fā)展而言都有著至關(guān)重要的影響，也正因如此，不斷的促進(jìn)切削技術(shù)的進(jìn)步，完善刀具加工則尤為重要。這是因為，工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)與工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量成正比關(guān)系，而要想提高這個相對比例就必須壓縮機械制造環(huán)節(jié)所用時間，而這恰恰離不開切削理論、切削技術(shù)的進(jìn)步。同時，我們也知道沒有合適的刀具勢必就無法加工出精度與表面質(zhì)量符合技術(shù)要求的零件，所以，進(jìn)一步完善刀具，也正是加強對切削技術(shù)本身的投入。而在未來金屬切削技術(shù)的發(fā)展中，我們也要從這兩個方面入手，不斷的進(jìn)行研究與完善。

6結(jié)束語

我們都知道，在國民生產(chǎn)總值中相當(dāng)多的產(chǎn)業(yè)與機械制造技術(shù)密切相關(guān)，而在絕大多數(shù)情況下，切削加工又完成了90%以上的機械加工，因此，在整個機械制造技術(shù)中切削加工技術(shù)占據(jù)著十分重要的地位，具有著十分重要的意義。所以，做好切削加工技術(shù)的分析與研究，不斷的提高切削加工技術(shù)則尤為重要。筆者也旨在通過對本文的粗淺闡述，能夠讓更多的人們清楚的認(rèn)識金屬切削加工技術(shù)，了解金屬切削加工技術(shù)的發(fā)展，從而為今后的工作做有益的鋪墊。也只有如此，不斷的加強對切削理論、切削技術(shù)的研究與分析，才能夠真正的有效振興我國的機械制造業(yè)。

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