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实践证明,当切削速度提高10倍,进给速度提高20倍,远远超越传统的切削“禁区”后,切削机理发生了根本的变化。其结果是:单位功率的金属切除率提高了30%~40%,切削力降低了30%,刀具的切削寿命提高了70%,大幅度降低了留在工件上的切削热,切削振动几乎消失;切削加工发生了本质性的飞跃。根据目前机床的情况来看,要充分发挥先进刀具的高速加工能力,需采用高速加工,增大单位时间材料被切除的体积(材料切除率Q)。
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刀片精度低,跳动量太大,面铣刀加工的平面光洁度将降低,甚至出现沟状。高精度数控机床上刀片的跳动量应控制在2~5μm。随着数控机床的发展,相应出现刀片的表面改性涂层处理(基体为高速钢、WCo类硬质合金、Ti基类金属陶瓷),很大程度上提高了刀片精度。
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数控加工作为现代制造业先进生产力的代表,在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。90年代以来,欧、美、日各国竞相开发和应用新一代高速数控机床,加快了机床高速化发展步伐。高速主轴单元中电机主轴转速15000~100000r/min,高速且高加/减速度的进给运动部件的快移速度60~120m/min,切削进给速度高达60m/min,高速加工中心进给速度可达80m/min,空运行速度可达100m/min左右。
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刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量有很大影响,高速切削时的刀具前角一般比普通切削时小10°,后角大5°~8°。为防止刀尖处的热磨损,主、副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖,以增大局部刀尖角,增大刀尖附近切削刃的长度和刀具材料体积,以提高刀具刚性和减少刀具破损率。