山東大學(xué) 艾興    來(lái)源：《工具展望》 !K#Q[Ee  
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我國(guó)制造業(yè)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的艱苦努力，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步，建立了門(mén)類(lèi)齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定水平的工業(yè)生產(chǎn)體系，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的支柱產(chǎn)業(yè)。但是，雖然我國(guó)已是位居全球第四位的“制造大國(guó)”，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是“制造強(qiáng)國(guó)”。我們的自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力較弱，制造業(yè)的人均勞動(dòng)生產(chǎn)率僅為美國(guó)的1/23，日本的1/25，德國(guó)的1/18。許多高端重大技術(shù)裝備（尤其是其中的關(guān)鍵核心技術(shù)）主要依賴從國(guó)外進(jìn)口。 AAE8j.  
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國(guó)務(wù)院在“關(guān)于加速振興裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)”中指出：要以結(jié)構(gòu)調(diào)整為主線，優(yōu)化裝備制造業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有計(jì)劃、有重點(diǎn)地研究開(kāi)發(fā)重大技術(shù)裝備所需的關(guān)鍵共性制造技術(shù)、關(guān)鍵原材料及零部件，逐步提高裝備的自主制造比例。切削加工技術(shù)正是制造業(yè)（特別是裝備制造業(yè)）應(yīng)用最廣泛的關(guān)鍵共性制造技術(shù)。全世界每年消耗的加工費(fèi)用約為1000億美元，約有10%的金屬被切成切屑。通過(guò)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)加工技術(shù)，節(jié)約20%是完全可能的。發(fā)展毛坯精密成形和高效切（磨）削加工技術(shù)是提高加工制造水平最有效的途徑。 %B$~yx3#  
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一、切削加工制造領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn) MS-}IHO  
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機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是高效率、高精度、高柔性和綠色化。高速切削、高性能（大進(jìn)給）切削、硬切削、干（準(zhǔn)干）切削、復(fù)合切削等是最主要的高效率、高質(zhì)量切削加工技術(shù)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為切削加工的主流和發(fā)展方向。在國(guó)外，采用先進(jìn)刀具材料加工鋁合金時(shí)切削速度為2000～5000m/min（最高可達(dá)7500m/min）；加工鑄鐵時(shí)為800～1500m/min（最高可達(dá)2200m/min）；加工鋼時(shí)為350～700m/min；加工鈦合金時(shí)為100～400m/min；加工鎳基合金時(shí)為60～150m/min。車(chē)削加工的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量達(dá)4mm/r，銑削加工的每齒進(jìn)給量達(dá)4mm/z，鉆孔、攻絲、滾齒等的切削速度也大幅度提高。 e`fN+  
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近20年來(lái)，我國(guó)的汽車(chē)、航空、模具、動(dòng)力機(jī)械、紡織機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)購(gòu)置了一大批進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床與加工中心，其主軸轉(zhuǎn)速在7000～8000r/min（一部分達(dá)到12000～30000r/min），工進(jìn)速度為5～10m/min。這些行業(yè)已不同程度地采用了高速切削、大進(jìn)給切削、硬切削和干（準(zhǔn)干）切削等高效切削技術(shù)，在汽車(chē)和飛機(jī)制造業(yè)還部分采用了由高速加工中心組成的生產(chǎn)線。加工鋁合金的切削速度為1000～2000m/min（有的更高）；加工鑄鐵為500～1000m/min；加工鋼為300～500m/min；用陶瓷刀具和CBN刀具加工淬硬鋼（50～65HRC）為100～200m/min。個(gè)別具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的汽車(chē)制造廠高速鋼涂層刀具的使用率達(dá)85%，可轉(zhuǎn)位刀具的使用率達(dá)75%以上。先進(jìn)切削技術(shù)的應(yīng)用提高了加工效率和表面質(zhì)量，加快了新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 i:wTPR  
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但是，目前國(guó)內(nèi)切削加工技術(shù)的總體水平仍然很低，傳統(tǒng)的切削加工方式尚未得到根本轉(zhuǎn)變。國(guó)內(nèi)刀具材料的使用情況表明，立銑刀、鉆頭、絲錐、滾刀等復(fù)雜刀具基本上仍沿用普通高速鋼材料（如高速鋼滾刀占到94%，硬質(zhì)合金滾動(dòng)僅占6%，且主要是未涂層滾刀）；車(chē)刀、鏜刀、面銑刀的刀片材質(zhì)主要為普通的YG、YT硬質(zhì)合金；涂層刀具的比例約為15%（發(fā)達(dá)國(guó)家涂層刀具比例為60%～70%以上）；陶瓷刀具、CBN刀具、金剛石刀具的使用率也很低。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床和加工中心的使用效率普遍較低。例如，某飛機(jī)制造企業(yè)在主軸轉(zhuǎn)速24000r/min的龍門(mén)式加工中心上加工大型機(jī)身整體鋁合金件時(shí)，多年來(lái)一直使用φ20～32mm高速鋼立銑刀（未涂層）以6000～7000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工；某紡織機(jī)械廠在多臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速6000～7000r/min的立式加工中心上加工鑄鐵工件時(shí)，長(zhǎng)年使用高速鋼立銑刀以2000～3000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工，加工效率很低。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)常常把加工中心當(dāng)作一般數(shù)控機(jī)床使用，加工時(shí)不用刀庫(kù)，轉(zhuǎn)換工序或在同一工序中加工另一個(gè)工件時(shí)，仍采用人工換刀。調(diào)查表明，國(guó)內(nèi)加工中心開(kāi)動(dòng)率平均僅為58.7%（國(guó)外一般在70%～80%以上）。
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總之，使用普通刀具的傳統(tǒng)切削加工目前仍是國(guó)內(nèi)切削加工技術(shù)的主流。就切削速度而言，鑄鐵、鋼件的端銑和鏜孔加工（包括涂層刀具）為80～250m/min，鉆孔（高速鋼）加工為20～50m/min，攻絲加工為6～10m/min，滾齒加工為25～50m/min。更為嚴(yán)峻的事實(shí)是，雖然國(guó)內(nèi)已有一批工具企業(yè)從生產(chǎn)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼刀具發(fā)展到以生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具為主，使國(guó)產(chǎn)高效切削刀具在國(guó)內(nèi)開(kāi)始占有一席之地，但在整個(gè)國(guó)內(nèi)高效切削刀具市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)刀具的占有率仍然只有10%左右。除個(gè)別刀具國(guó)產(chǎn)化工作開(kāi)展較好的企業(yè)外，國(guó)內(nèi)大部分轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)幾乎所有的刀具全部依靠進(jìn)口（國(guó)外有名的刀具制造商幾乎都在國(guó)內(nèi)設(shè)有工廠或代理商）。國(guó)內(nèi)高效刀具生產(chǎn)現(xiàn)狀與國(guó)外先進(jìn)水平的差距甚至比在數(shù)控機(jī)床方面的差距更大。 jemg#GB8  
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國(guó)內(nèi)制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力弱、周期長(zhǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力差的原因比較復(fù)雜，但歸根結(jié)底，主要是對(duì)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，提高研究開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的能力和加工制造水平的重大意義認(rèn)識(shí)不清，科技投入不足。不少企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)比較重視購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)設(shè)備，而忽視先進(jìn)制造工藝的研發(fā)和應(yīng)用，認(rèn)為我國(guó)勞動(dòng)力便宜，加工制造效率不是大問(wèn)題，生產(chǎn)任務(wù)緊張時(shí)大多采用工人加班加點(diǎn)及增添設(shè)備的措施來(lái)應(yīng)付，而很少著眼于研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用先進(jìn)加工制造技術(shù)，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，大力提高生產(chǎn)效率。 'PF?D
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面對(duì)制造業(yè)全球化、市場(chǎng)化、信息化和綠色化的挑戰(zhàn)以及我國(guó)切削加工行業(yè)存在的問(wèn)題，堅(jiān)持自主創(chuàng)新與引進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，大力提高開(kāi)發(fā)及制造新產(chǎn)品的能力和水平，是我國(guó)做強(qiáng)制造業(yè)（特別是裝備制造業(yè)）的必由之路。 cTpAU9|(  
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二、高速切削加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 )pV5l|`  
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在切削加工領(lǐng)域，加工時(shí)間包括切削時(shí)間和非切削輔助時(shí)間（如裝夾工件、換刀等）。為了減少切削時(shí)間，必須大力發(fā)展和推廣應(yīng)用高速切削、大進(jìn)給高性能切削和硬切削等高效切削加工技術(shù)；為了縮短非切削輔助時(shí)間，應(yīng)發(fā)展復(fù)合切削加工（包括多功能復(fù)合加工機(jī)床）、工件快速自動(dòng)裝卸和自動(dòng)換刀技術(shù)等，以減少工件裝卸和刀具換刀的次數(shù)與時(shí)間。 't:|>;Wx  
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1．高速切削加工的理論基礎(chǔ)及特點(diǎn) 445}Yw5;9  
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（1）高速切削加工的速度范圍 Np=IZnpt  
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一般主軸轉(zhuǎn)速在6000r/min以上可稱(chēng)為高速切削。 x'OE},>i  
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（2）高速切削加工的理論基礎(chǔ) L,L>cmpM  
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