高速切削技術是切削加工技術的主要發(fā)展方向之一，它隨著CNC技術、微電子技術、新材料和新結構等基礎技術的發(fā)展而邁上更高的臺階。然而，高速切削技術自身也存在著一些急待解決的問題，如高硬度材料的切削機理、刀具在載荷變化過程中的破損、建立高速切削數(shù)據(jù)庫、開發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術和綠色制造技術等。高速切削所用的CNC機床、刀具和CAD/CAM軟件等，技術含量高，價格昂貴，使得高速切削投資很大，這在一定程度上制約了高速切削技術的推廣應用。

高速切削的高效應用要求機床系統(tǒng)中的部件都必須先進，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）機床結構的剛性

要求提供高速進給的驅動器（快進速度約40m/min,3D輪廓加工速度為10m/min）,能夠提供0.4m/s2到10m/s2的加速度和減速度。

（2）主軸和刀柄的剛性

要求滿足10000r/min到50000r/min的轉速，通過主軸壓縮空氣或冷卻系統(tǒng)控制刀柄和主軸間的軸向間隙不大于0.0002英寸。

（3）控制單元

要求32或64位并行處理器，具有高的數(shù)據(jù)傳輸率，能夠自動加減速。

（4）可靠性與加工工藝

能夠提高機床的利用率（6000h/y）和無人操作的可靠性，工藝模型有助于對切削條件和刀具壽命之間關系的理解。

與傳統(tǒng)普通數(shù)控機床相比，其機床結構、加工速度和性能表現(xiàn)更加優(yōu)秀，如德國的DMC85高速加工中心，采用直線電機和電主軸，其主軸轉速達到30000r/min，進給速度達到120m/min，加速度超過1g（重力加速度）。高速機床要求高性能的主軸單元和冷卻系統(tǒng)、高剛性的機床結構、安全裝置和監(jiān)控系統(tǒng)以及優(yōu)良的靜動力特性等，具有技術含量高、機床制造難度大等特點。國內(nèi)的高速機床，其性能與國外相比還存在一定的差距。

高速切削加工技術對數(shù)控編程系統(tǒng)要求：

高速銑削加工對數(shù)控編程系統(tǒng)的要求越來越高，價格昂貴的高速加工設備對軟件提出了更高的安全性和有效性要求。高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，除了要有高速切削機床和高速切削刀具外，具有合適的CAM編程軟件也是至關重要的。數(shù)控加工的數(shù)控指令包含了所有的工藝過程，一個優(yōu)秀的高速加工CAM編程系統(tǒng)應具有很高的計算速度、較強的插補功能、全程自動過切檢查及處理能力、自動刀柄與夾具干涉檢查、進給率優(yōu)化處理功能、待加工軌跡監(jiān)控功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析功能等。高速切削編程首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次，要盡一切可能保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會直接影響加工質量和機床主軸等零件的壽命；最后，要盡量使刀具載荷均勻，這會直接影響刀具的壽命。

（1）CAM系統(tǒng)應具有很高的計算編程速度

高速加工中采用非常小的切給量與切深，故高速加工的NC程序比對傳統(tǒng)數(shù)控加工程序要大得多，因而要求計算速度要快，要方便節(jié)約刀具軌跡編輯，優(yōu)化編程的時間。

（2）全程自動防過切處理能力及自動刀柄干涉檢查能力

高速加工以傳統(tǒng)加工近10倍的切削速度進行加工，一旦發(fā)生過切對機床、產(chǎn)品和刀具將產(chǎn)生災難性的后果，所以要求其CAM系統(tǒng)必須具有全程自動防過切處理的能力。高速加工的重要特征之一就是能夠使用較小直徑的刀具，加工模具的細節(jié)結構。系統(tǒng)能夠自動提示最短夾持刀具長度，并自動進行刀具干涉檢查。

（3）豐富的高速切削刀具軌跡策略

高速加工對加工工藝走刀方式比傳統(tǒng)方式機能有著特殊要求，因而要求CAM系統(tǒng)能夠滿足這些特定的工藝要求。為了能夠確保最大的切削效率，又保證在高速切削時加工的安全性，CAM系統(tǒng)應能根據(jù)加工瞬時余量的大小，自動對進給率進行優(yōu)化處理，以確保高速加工刀具受力狀態(tài)的平穩(wěn)性，提高刀具的使用壽命。

CAM軟件在生成刀具軌跡方面應具備以下功能：

1、應避免刀具軌跡中走刀方向的突然變化，以免因局部過切而造成刀具或設備的損壞。

2、應保持刀具軌跡的平穩(wěn)，避免突然加速或減速。

3、下刀或行間過度部分最好采用斜式下刀或圓弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料；行切的端點采用圓弧連接，避免直線連接。

4、殘余量加工或清根加工是提高加工效率的重要手段，一般應采用多次加工或采用系列刀具從大到小分次加工，避免用小刀一次加工完成，還應避免全力寬切削。

5、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能非常重要，避免多余空刀，可通過對刀具軌跡的鏡像、復制、旋轉等操作，避免重復計算。

6、刀具軌跡裁剪修復功能也很重要，可通過精確裁剪減少空刀，提高效率，也可用于零件局部變化時的編程，此時只需修改變化的部分，無須對整個模型重編。

7、可提供優(yōu)秀的可視化仿真加工模擬與過切檢查。

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