高速数控切削是一种先进的生产技术，可提高产品的加工效率和质量，对该技术的应用研究是目前国内外先进制造技术的主要方向。中国是一个工业强国，在全球产业转移过程中，进入先进制造技术的核心，或转向调整新的国际产业结构，进行理论研究和应用先进技术是至关重要的。
一、数控高速切削加工的含义
20世纪30年代初由德国物理学家Carl.J.Salomon通过多次实验提出的高速切削理论，随着切削速度的提高，切削温度在正常加工速度范围内会升高，刀具磨损增加，但当切削速度提高到一定值时，切削温度不会升高反而降低，刀具磨损减小，从而获得良好的加工优势，这一理论逐渐受到重视和广泛关注。高速切削是复杂的技术系统，它是随着相关技术的发展而发展起来的概念，发达国家在此方向的基础研究和应用开发较早。从切削速度方面来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削，在生产实践中，高速切削加工概念不仅包括高速切削，还包括加工的集成和优化，在高速切削过程中提供良好的经济效益的高速切削加工是技术和效益的统一。高速切削技术包括机械结构和材料、机床设计、制造技术、高速主轴、快速进给、CNC、刀夹、刀具材料及设计制造技术、高效精密的测量、切削机制、工艺及各种相关的硬件和软件技术。
二、数控高速切削加工的优越性
高速切削加工技术比传统的切削技术有许多优点，主要是：第一，高速切削加工技术是一种微量切削技术，在切削过程中会导致轴承和刀具的振动和磨损大大减少，因为振动较小，提高了加工精度；其次，由于剪切速度提高了加工效率，产生的热量不会转移到工作对象上，因此切割减少了工作对象的热变形，从物理角度来看，提升了表面加工的精度；第三，由于切削速度较快，因此在切削时，产生的热量还没有传递到工件上时，已经被切削掉的切屑所带走，从而降低工作的热变形并提高表面的加工精度；第四，由于高速切削的速度快、生产效率高、机械设备磨损少、生产能耗低、切削液使用减少，是一项非常环保的加工技术。
三、实现数控高速切削加工的关键技术研究
数控高速切削技术包括切削机理、机床、刀具、切削过程监控以及许多相关的硬件和软件技术，实现和开发高速数控技术依赖于系统的各个部分。
1.切削机理。适用于各种材料、切削机制、切削热快速变化的速度，刀具磨损以及在加工条件下对表面质量的影响，基础理论研究有利于促进高速切削工艺过程的规格和简化操作切削用量选择，从而为特定部件和材料的开发提供理论依据属于原理技术。目前，黑色金属和难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量确定，是高速切削生产中的难点，也是高速切削加工领域研究的焦点。
2.高速切削机床的技术模块。对高速切削主系统、高速进给系统、高速数字控制系统和主单元的运行速度的要求非常高，转速需求可以达到60000－100000转/分钟，并需良好的动态和热性能，主轴承是决定高速切削机床使用寿命和承载能力的关键部件，也是高速切削的重要组成部分，主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一个关键模块是快速进给，当转速或进给速度增加时，高速切削必须做到快速、准确响应，这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等要求更高，是重要的高速床技术。
3.高速切削刀具模块。是高速切削系统中最活跃部件，它由机床、刀具和切割工具组成，是保证高速切削顺利进行的关键技术，与传统的高速切削相比，在材料和制造工艺要求、刀具几何参数、加工体的设计等方面发生了很大变化。在高速切削中，必须保证高效率、高加工精度和高安全性，因此高速切削系统必须满足良好的几何精度和高精度重复定位需求。足够的装夹刚度、良好的平衡和高可靠的操作，可以最大限度地减轻刀体质量、减少在高速旋转时离心力、满足高速切削中的安全要求。
4.数控高速切削。是一种新的加工方法，要应用于实际生产，缺乏可供参考的应用实例，且没有实用的切削用量和加工参数数据库。高速切削参数优化是高速切削机床数控程序使用的关键技术之一，切削过程中要求负载稳定，但所用的大部分数控软件不适应，需要手工补充和优化，从而在一定程度上降低了高速切削的价值。因此，我们必须注重运用新的编程方式，以适应高速主轴的性能，充分发挥数控高速切削的优势。
四、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势
中国许多大学和研究机构正在研究和开发高速切削技术、切削机理、刀具材料、主轴承等，并取得了巨大的成就，但与发达国家相比，高速数控切削在航空航天、汽车和模具制造工厂的研究和应用还有很长的路要走。目前，高速切削研究已进入应用研究阶段。应用方面的研究可以分为两个层面：一是快速切削关键技术的基本理论研究，包括高速主轴单元和高速进给单元等。另一方面依赖于目前的实验室对工艺性能和工艺范围的应用研究，引入用于直接生产研究的先进设备解决在关键零件加工、CAD/CAM系统的开发和快速加工等方面的问题，并建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。
与国外先进技术相比，我们的高速数控切削技术还不完善，我国还处于实验室阶段，技术上还不够成熟，有待提升。对于数控高速切削技术的应用需求比较迫切，这将对航空、汽车和模具的发展产生重要影响，所以我国应该在相关技术方面给予足够的重视，为我国经济发展创造更为有利的环境。
参考文献：
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