金屬高速切削加工工藝應用與研究

摘 要：金屬高速切削在大幅提高加工效率的同時，能確保切割的質量，航天等精密零件的加工均采用該技術。該技術在國外已經得到長足的研究、發展和應用，國內相關的研究卻較為匱乏。基于此，文章在簡述高速切削工藝優點的基礎上，具體地研究該技術在我國各領域中的應用現狀，詳細剖析其發展前景和目前研究存在的不足，希望幫助我國加工領域更快更好地研究和應用該技術，提高我國制造業的整體水平。

關鍵詞：高速切削;加工工藝;應用與研究

近年來，高速切削技術得到快速發展和設備實現，許多加工領域開始應用該現代化數控技術，其將成為今后技術發展的一個重要趨向。高速切削成為現代加工領域中十分重要的一項加工技術，在航天、汽車制造等領域中都有十分廣泛的應用，且扮演著重要的角色。結合現代機械技術和信息技術，該技術擁有較強的實用性、先進性。因此，制造業很多領域正在積極應用和不斷優化這項加工技術，可見高速切削技術的發展空間、應用前景十分廣闊。國外關于高速切削技術的研究主要體現在航空和汽車制造業，如波音公司廣泛使用高速切削和機器人技術實現了無人化、高速飛機的制造，而我國該技術也主要應用于航空航天、模具、汽車等精密加工行業，在實際生產中廣獲業界認可，推動了我國相關產業的發展。基于該技術在應用中尚存的問題和廣闊的前景，國內對該技術的研究逐漸多元化和具體化。

1 ? ?金屬高速切削加工技術的優勢

1.1 ?切削速度快

該技術在具體應用時，因應用領域不同、設備不同，切削速度有所差異，但工件、刀具間相對轉速多達或超過3 000 r/min，如此高的速度為切削加工帶來了新的發展前景。基于這項優勢，汽車制造等領域實際加工時，極快的速度能大幅提高進給率，相比于傳統加工方式，進給速度大約能提高3倍，能為企業帶來十分可觀的經濟效益。在航空加工領域，高速度能大幅提高單位時間內材料的切除率，為整體加工帶來便利。

1.2 ?降低切削力

降低切削力度，能減少加工過程中工件的損失。研究顯示，高速切削相對于傳統切削，在應用時能夠減少約1/3切削力。在實際加工中，一些精密零件或材料無法承受大力的切削，因此，這一優勢使我國的加工工藝得到升級。同時，利用削力小、熱影響小等特性，能極大程度地提升加工的精準程度和材料內外部的質量。

1.3 ?提高精準度，擴大加工范圍

高速切削能在一定程度上減少設備在加工時的自身受迫振動，使加工過程更穩定，因此，能更大程度地使加工零件保持完好形態。另外，高速切削工藝在不斷優化，相比于傳統切削工藝，高速切削等難以應用于許多切削難度大的材料，使用大尺寸金屬合具提高刀具剛性，使其能加工許多合金類型的高難度材料，如加工硬度在50 HRC以上的汽車零件。

2 ? ?金屬高速切削加工工藝的應用研究

2.1 ?加工精密零件

航空工業、模具業的加工多為精密零件加工，該領域的加工需求推動了我國高速加工的研究和應用。金屬高速切削加工工藝也廣泛應用于這兩個領域，飛機零件中包含許多薄壁零件，如長桁等，特點是壁、筋十分薄，金屬加工極易產生工件變形，而飛機制造業對零件的質量、加工效率的要求都十分高。在模具工業中，企業對模具制造的質量和交貨周期十分關心，而高速切削工藝能夠達到這些要求。

通過提高金屬刀具的加工光潔度，降低拋光工藝需求，能縮短加工周期。用小吃刀量密集走刀，能產生光滑表面。加工HRC50-54模具鋼時，使用高速切削能輕松達到高密度走刀，零件表面的粗糙度十分低。

如加工淬硬鋼模具，高速切削能對全硬化的材料進行全面加工。如使用銑刀技術能切削硬度超過60 HRC的淬硬鋼，該技術使材料在熱處理、去應力操作之后，能在機床上一次性完成粗精加工。

2.2 ?加工平板裂縫天線

平板裂縫天線為機載、星載的預警雷達即合成孔徑雷達等產品的關鍵組件，提升其制造精度，就能在一定程度上提高雷達性能。應用高速切削工藝，能解決該領域加工效率低、質量不達標等問題。銑刀高速切削在對適當進給量進行加工時，銑削熱被加工切屑帶走，從而降低工件表面溫度，使得該技術能加工平板裂縫天線。提高切削速度，削力減小，使得高強度合金工件的表面質量提升，切削深度較小也能降低加工表面的磨損程度，并提升光滑度。

2.3 ?加工汽車零件

高速加工技術已經逐步成為我國汽車制造業的主流技術，其加工速度快、柔性好、見效快等優勢，使我國汽車制造工藝在近幾年得到快速發展。如在神龍公司缸體生產中，生產線由3個加工島和9個高速加工中心構成，承擔年產10萬輛的生產任務，可見高速加工能大幅提高汽車零件加工的速度。但目前刀具技術尚未徹底突破，因此，需要進一步研究該技術的特性及相關部件。

3 ? ?結語

金屬高速切削已廣泛應用于我國航空、汽車加工等領域，使得加工精度、速度、工件表面光滑度等得到提升，逐漸成為相關領域加工技術的主要發展方向。相比于美國、日本等制造強國，該技術在相關企業中的應用率較低，因此，還需要研究者和企業繼續共同努力，提升我國制造業的綜合實力。

[參考文獻]

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基金項目：航天鋁蜂窩高速切削穩定性研究（KY-2020-17）

作者簡介：蘇澤盛（1990— ），男，漢族，河北廊坊人，助理工程師，碩士;研究方向：機械加工，教育管理。