高速切削历史与现状
高速切削历史与现状
高速切削的起源可追溯到 20 世纪 20 年代末期。德国的切削物理学家萨洛蒙( Carl 压lomon )博士于 1929 年进行了超高速切削模拟试验。 1931 年 4 月发表了著名的超高速切削理论,提出了高速切削假设。萨洛蒙指出:在常规的切削速度范围内,切削温度随着切削速度的增大而提高对于每一种工件材料,存在一个速度范围,在这个范围内,当切由于切削温度太高,任何刀具都无法承受,切削加工不可能进行。但是,切削速度进一步提高,超过这个速度范围后(切削温度反而降低。同时,切削力也会大幅度下降。按照他的假设,在具有一定速度的高速区进行切削加工,会有比较低的切削温度和比较小的切削力,有可能用现有的刀具进行超高速切削,从而大幅度减少切削时间,成倍地提高机床的生产率。
美国于 1960 年前后开始进行超高速切削试验。试验将刀具装在加农炮里,从滑台上射向工件;或将工件当作子弹射向固定的刀具。 1977 年美国在一台带有高频电主轴的加工中心上进行了高速切削试验,其主轴转速可以在 180 ~ 18000r / min 范围内无级变速,工作台的最大进给速度为 7 . 6m / min。
1979 年美国防卫技术研究总署( DARPA )发起了一项“先进加工研究计划”,研究切削速度比塑性波还要快的超高速切削,为快速切除金属材料提供科学依据。
在德国, 1984 年国家研究技术部组织了以 Darmstadt 工业大学的生产工程与机床研究所 PTW )为首,包括 41 家公司参加的两项联合研究计划,全面而系统地研究了超高速切削机瓜刀具、控制系统以及相关的工艺技术,分别对各种工件材料(钢、铸铁、特殊合金、铝合金、铝镶铸造合金、铜合金和纤维增强塑料等)的超高速切削性能进行了深入的研究与试验,取得了切削热的绝大部分被切屑带走国际公认的高水平研究成果,并在德国工厂广泛应用,获得了好的经济效益。日本于 20 世纪 60 年代就着手超高速切削机理的研究。日本学者发现在超高速切削时,工件基本保持冷态,其切屑要比常规切屑热得多。日本工业界 35善于吸取各国的研究成果并及时应用到新产品开发中去,尤其在高速切削机床的研究和开发方面后来居上,现已跃居世界领先地位。进人 20 世纪 90 年代以来,以松浦( Matsuora )、牧野 ( Makino )、马扎克( Mazak )和新泻铁( Niigata )等公司为代表的一批机床制造厂,陆续向市场推出不少超高速加工中心和数控铣床,日本厂商现已成为世界上超高速机床的主要提供者.
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