超高速铣削途径
在粗加工时,加工效率以每分钟加工出的体积表征,加工体积与切削速度、进给量和切削深度成正比；在半精加工和精加工时,加工效率以每分钟加工出的面积表征,加工面积与切削速度和进给量成正比。故提高切削速度能成正比地提高加工效率。多年来切削加工专家一直在研究提高切削速度的技术,虽然在各种研究报告中,都曾介绍每分钟达到上千米的切削速度的研究结果,但都是实验室的成果,没有投产。
一、发展超高速切削的道路
1.从切削理论可知,切削温度q与切削速度v的关系为:q=cv0.4。
目前生产中采用硬质合金刀具加工钢料的速度一般为100～300m/min,采用陶瓷刀具精加工钢料的切削速度为200～500m/min,采用氮化硼精切削加工钢料为300～600m/min。此时的切削温度约为800～1200℃。按此切削规律可以推算出,若切削速度为5000m/min时,切削温度约为3300℃；若切削速度为10000m/min时则为4400℃。
因此,遵循上述基本规律,研究发展超高速切削的途径主要集中在发展耐高温的材料,由于高温高硬材料的耐热性研究,近年没有大的进展,故近二三十年超高速切削也没有大的进展。
2.由切削理论可知,最佳的切削条件位于刀具与工件硬度比最大的区域,如图1。当横坐标为温度,纵坐标为硬度时,设曲线1为硬质合金刀具硬度随温度的变化,曲线2为工件硬度随温度的变化,则当切削温度为900～1100℃时,刀具硬度与工件硬度比最大,此时刀具最耐用。它给人们的启迪是,若能设法将刀具温度和工件温度区别开,使刀具温度保持较低,而使工件温度升到较高,就可能开辟出发展超高速切削的新途径。
一、发展超高速切削的道路
1.从切削理论可知,切削温度q与切削速度v的关系为:q=cv0.4。
目前生产中采用硬质合金刀具加工钢料的速度一般为100～300m/min,采用陶瓷刀具精加工钢料的切削速度为200～500m/min,采用氮化硼精切削加工钢料为300～600m/min。此时的切削温度约为800～1200℃。按此切削规律可以推算出,若切削速度为5000m/min时,切削温度约为3300℃；若切削速度为10000m/min时则为4400℃。
因此,遵循上述基本规律,研究发展超高速切削的途径主要集中在发展耐高温的材料,由于高温高硬材料的耐热性研究,近年没有大的进展,故近二三十年超高速切削也没有大的进展。
2.由切削理论可知,最佳的切削条件位于刀具与工件硬度比最大的区域,如图1。当横坐标为温度,纵坐标为硬度时,设曲线1为硬质合金刀具硬度随温度的变化,曲线2为工件硬度随温度的变化,则当切削温度为900～1100℃时,刀具硬度与工件硬度比最大,此时刀具最耐用。它给人们的启迪是,若能设法将刀具温度和工件温度区别开,使刀具温度保持较低,而使工件温度升到较高,就可能开辟出发展超高速切削的新途径。
图1刀具与材料硬度与温度的关系
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