金属高速切削加工工艺应用与研究

摘 要：金属高速切削在大幅提高加工效率的同时，能确保切割的质量，航天等精密零件的加工均采用该技术。该技术在国外已经得到长足的研究、发展和应用，国内相关的研究却较为匮乏。基于此，文章在简述高速切削工艺优点的基础上，具体地研究该技术在我国各领域中的应用现状，详细剖析其发展前景和目前研究存在的不足，希望帮助我国加工领域更快更好地研究和应用该技术，提高我国制造业的整体水平。

关键词：高速切削;加工工艺;应用与研究

近年来，高速切削技术得到快速发展和设备实现，许多加工领域开始应用该现代化数控技术，其将成为今后技术发展的一个重要趋向。高速切削成为现代加工领域中十分重要的一项加工技术，在航天、汽车制造等领域中都有十分广泛的应用，且扮演着重要的角色。结合现代机械技术和信息技术，该技术拥有较强的实用性、先进性。因此，制造业很多领域正在积极应用和不断优化这项加工技术，可见高速切削技术的发展空间、应用前景十分广阔。国外关于高速切削技术的研究主要体现在航空和汽车制造业，如波音公司广泛使用高速切削和机器人技术实现了无人化、高速飞机的制造，而我国该技术也主要应用于航空航天、模具、汽车等精密加工行业，在实际生产中广获业界认可，推动了我国相关产业的发展。基于该技术在应用中尚存的问题和广阔的前景，国内对该技术的研究逐渐多元化和具体化。

1    金属高速切削加工技术的优势

1.1  切削速度快

该技术在具体应用时，因应用领域不同、设备不同，切削速度有所差异，但工件、刀具间相对转速多达或超过3 000 r/min，如此高的速度为切削加工带来了新的发展前景。基于这项优势，汽车制造等领域实际加工时，极快的速度能大幅提高进给率，相比于传统加工方式，进给速度大约能提高3倍，能为企业带来十分可观的经济效益。在航空加工领域，高速度能大幅提高单位时间内材料的切除率，为整体加工带来便利。

1.2  降低切削力

降低切削力度，能减少加工过程中工件的损失。研究显示，高速切削相对于传统切削，在应用时能够减少约1/3切削力。在实际加工中，一些精密零件或材料无法承受大力的切削，因此，这一优势使我国的加工工艺得到升级。同时，利用削力小、热影响小等特性，能极大程度地提升加工的精准程度和材料内外部的质量。

1.3  提高精准度，扩大加工范围

高速切削能在一定程度上减少设备在加工时的自身受迫振动，使加工过程更稳定，因此，能更大程度地使加工零件保持完好形态。另外，高速切削工艺在不断优化，相比于传统切削工艺，高速切削等难以应用于许多切削难度大的材料，使用大尺寸金属合具提高刀具刚性，使其能加工许多合金类型的高难度材料，如加工硬度在50 HRC以上的汽车零件。

2    金属高速切削加工工艺的应用研究

2.1  加工精密零件

航空工业、模具业的加工多为精密零件加工，该领域的加工需求推动了我国高速加工的研究和应用。金属高速切削加工工艺也广泛应用于这两个领域，飞机零件中包含许多薄壁零件，如长桁等，特点是壁、筋十分薄，金属加工极易产生工件变形，而飞机制造业对零件的质量、加工效率的要求都十分高。在模具工业中，企业对模具制造的质量和交货周期十分关心，而高速切削工艺能够达到这些要求。

通过提高金属刀具的加工光洁度，降低抛光工艺需求，能缩短加工周期。用小吃刀量密集走刀，能产生光滑表面。加工HRC50-54模具钢时，使用高速切削能轻松达到高密度走刀，零件表面的粗糙度十分低。

如加工淬硬钢模具，高速切削能对全硬化的材料进行全面加工。如使用铣刀技术能切削硬度超过60 HRC的淬硬钢，该技术使材料在热处理、去应力操作之后，能在机床上一次性完成粗精加工。

2.2  加工平板裂缝天线

平板裂缝天线为机载、星载的预警雷达即合成孔径雷达等产品的关键组件，提升其制造精度，就能在一定程度上提高雷达性能。应用高速切削工艺，能解决该领域加工效率低、质量不达标等问题。铣刀高速切削在对适当进给量进行加工时，铣削热被加工切屑带走，从而降低工件表面温度，使得该技术能加工平板裂缝天线。提高切削速度，削力减小，使得高强度合金工件的表面质量提升，切削深度较小也能降低加工表面的磨损程度，并提升光滑度。

2.3  加工汽车零件

高速加工技术已经逐步成为我国汽车制造业的主流技术，其加工速度快、柔性好、见效快等优势，使我国汽车制造工艺在近几年得到快速发展。如在神龙公司缸体生产中，生产线由3个加工岛和9个高速加工中心构成，承担年产10万辆的生产任务，可见高速加工能大幅提高汽车零件加工的速度。但目前刀具技术尚未彻底突破，因此，需要进一步研究该技术的特性及相关部件。

3    结语

金属高速切削已广泛应用于我国航空、汽车加工等领域，使得加工精度、速度、工件表面光滑度等得到提升，逐渐成为相关领域加工技术的主要发展方向。相比于美国、日本等制造强国，该技术在相关企业中的应用率较低，因此，还需要研究者和企业继续共同努力，提升我国制造业的综合实力。

[参考文献]

[1]王晶晶，李新梅.高速切削加工技术及其重要应用领域浅析[J].机床与液压，2017（4）：44-47.

[2]李志明.高速切削加工技术在汽车覆盖件模具制造中的应用[J].科學家，2018（9）：77-80.

基金项目：航天铝蜂窝高速切削稳定性研究（KY-2020-17）

作者简介：苏泽盛（1990— ），男，汉族，河北廊坊人，助理工程师，硕士;研究方向：机械加工，教育管理。