2.1.2 高速与超高速切削的特点

随着高速与超高速机床设备和刀具等关键技术领域的突破性进展，高速与超高速切削技术的工艺和速度范围也在不断扩展。如今，在实际生产中超高速切削铝合金的速度已达到2000～7500m/min，铸铁达到900～5000m/min，普通钢达到600～3000m/min，镍基高温合金达到50～500m/min，钛合金达到100～1000m/min，进给速度高达200m/min。而且超高速切削技术还在不断地发展。在实验室里，切削铝合金的速度已达10000m/min以上，进给系统的加速度可达3g。有人预言，未来的超高速切削将达到音速或超音速。其特点可归纳如下：

（1）可提高生产效率

提高生产效率是机动时间和辅助时间大幅度减少、加工自动化程度提高的必然结果。据称，由于主轴转速和进给的高速化，加工时间减少了50%，机床结构也大大简化，其零件的数量减少了25%，而且易于维护。在模具加工中，高速切削可以取代电加工和磨削抛光工序。

（2）可获得较高的加工精度

由于切削力可减少30%以上，工件的加工变形减小，切削热还来不及传给工件，因而工件基本保持冷态，热变形小，有利于加工精度的提高。特别对大型的框架件、薄板件、薄壁槽形件的高精度高效率加工，超高速铣削则是目前唯一有效的加工方法。

（3）能获得较好的表面完整性

在保证生产效率的同时，可采用较小的进给量，从而减小了加工表面的粗糙度值；又由于切削力小且变化幅度小，机床的激振频率远大于工艺系统的固有频率，故振动对表面质量的影响很小；切削热传入工件的比率大幅度减少，加工表面的受热时间短，切削温度低，加工表面可保持良好的物理力学性能。

（4）加工能耗低，节省制造资源

超高速切削时，单位功率的金属切除率显著增大。以洛克希德飞机制造公司的铝合金超高速铣削为例，主轴转速从4000r/min提高到20000r/min，切削力减小了30%，金属切除率提高了3倍，单位功率的金属切除率可达13000～160000mm3/（min⋅kW）。由于单位功率的金属切除率高、能耗低、工件的在制时间短，从而提高了能源和设备的利用率，降低了切削加工在制造系统资源总量中的比例，故超高速切削完全符合可持续发展战略的要求。