在金屬切削過(guò)程中柜砾，選擇很高的切削速度稳其，并不一定是提高加工效率的唯一方法。不要忽視在中等切削速度下的大進(jìn)給量加工方案耕驰，這是由大量切削實(shí)踐得出的結(jié)論京佃。基于這一新的認(rèn)識(shí)幌瓦，為適應(yīng)汽車(chē)制造業(yè)和航空制造業(yè)的迅速發(fā)展形勢(shì)和不斷開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品的市場(chǎng)需要称海，最近發(fā)展為一門(mén)嶄新的技術(shù)——即高效率加工技術(shù)。他們認(rèn)為苫担，通常所謂的高速切削脓甘，是選用很高的切削速度與很低的進(jìn)給量和很小的切削深度進(jìn)行切削的。這種切削方案實(shí)際存在著許多問(wèn)題滓层，其中最大的問(wèn)題是：主要目的是用于提高生產(chǎn)效率的高速切削茅祠，實(shí)際上并沒(méi)有提高生產(chǎn)效率。它要求機(jī)床在高主軸轉(zhuǎn)速下切削禁糖，但為提高機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速來(lái)提高切削速度舒跌，往往是以降低進(jìn)給量﹑減小切削深度為代價(jià)的盖疾。所以切除率很低，生產(chǎn)效率不高概丢。當(dāng)然警沧，這時(shí)機(jī)床的主軸功率可以很小。這一點(diǎn)對(duì)于那些尺寸精度攻柠、表面粗糙度及表面完整性要求很高的零件的精加工（要求零件不變形球订，因而切削中產(chǎn)生的切削力要小等一系列極其苛刻條件下的加工），確是非常有利的瑰钮。

　　由Philipp Andrae教授開(kāi)發(fā)研究的高效率加工技術(shù)冒滩，從開(kāi)始就強(qiáng)調(diào)切削加工中加工零件的質(zhì)量與生產(chǎn)效率的共同更大幅度的提高。該研究繼承了高速切削可以降低切削力﹑提高加工零件精度和表面質(zhì)量等特點(diǎn)浪谴。著重從極大地提高生產(chǎn)效率的目的出發(fā)（提高粗加工中的切除率）开睡，進(jìn)行了大量的切削試驗(yàn)研究。從理論和實(shí)踐的結(jié)合上解決了許多技術(shù)難題苟耻。使高效率切削技術(shù)開(kāi)發(fā)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展篇恒。

　　高效率加工技術(shù)的關(guān)鍵在于：采取了選用或新設(shè)計(jì)出具有足夠的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與較大地傳遞力矩的能力的高功率﹑高剛性機(jī)床，進(jìn)行大功率切削梁呈；選用目前最好的先進(jìn)刀具材料婚度；選用適合高速﹑大功率切削的先進(jìn)的刀具夾頭；采用獨(dú)具風(fēng)格的特殊加工方法以及選擇合理的切削參數(shù)等技術(shù)措施官卡。

　　不僅如此，在大量切削試驗(yàn)的基礎(chǔ)上僚洋，對(duì)切削理論研究上的新突破剥乍，也是使這項(xiàng)科研成果獲得成功的決定性因素。

　　切削理論研究上的新突破

　　他們從大量的切削試驗(yàn)研究中驚奇地發(fā)現(xiàn)：在大功率的高效率切削中的動(dòng)力學(xué)條件候赏，極其有利地影響著刀具的切削性能和磨損形式斧炎。其中：動(dòng)力學(xué)條件主要是指工件和刀具間極短的接觸時(shí)間、極其頻繁的接觸頻率盯媚、極其懸殊的切削溫度變化铝寿，以及在大功率的切削中,較大地影響刀具和工件接觸長(zhǎng)度的（切削前后的）很小的切屑厚度比等。這些發(fā)生在高效率加工中的動(dòng)力學(xué)條件抖唧，都使切削區(qū)產(chǎn)生很高的切削溫度陷克，使切削區(qū)的工件材料軟化，使零件加工后的表面粗糙度變壞瓤鬓。但卻降低了切削力版幕，減輕了刀具的磨損（此時(shí)使刀具磨損的矛盾降為很次要的位置）。尤其是在有色金屬材料例如鋁合金零件的高效銑削中四乱，這些現(xiàn)象體現(xiàn)得更為明顯衔甲。它可使切削區(qū)的切削溫度變高、使工件軟化，所以切削輕快窃这。當(dāng)然瞳别，這不包括必須采用動(dòng)力學(xué)條件很差、技術(shù)上困難很大的小進(jìn)給量的平面與圓弧面的銑削加工杭攻。這樣的加工會(huì)引起由于工件軟化變形造成的加工尺寸精度不高等一系列問(wèn)題祟敛。但是，這一系列的技術(shù)難題朴上，可在高效率加工中的精加工階段給以解決垒棋。以上結(jié)論與高速切削研究得出的結(jié)論基本吻合。但這是在大進(jìn)給量﹑大切削深度和中等切削速度條件下得到驗(yàn)證的痪宰，無(wú)疑是在切削理論方面的新的突破叼架。有這一理論作基礎(chǔ)，才使高效率加工技術(shù)研究獲得成功衣撬。

　　選用或新設(shè)計(jì)出能進(jìn)行大功率切削的機(jī)床

　　要提高生產(chǎn)效率乖订，就必須提高切除率。由切削原理可知具练，金屬切削中的切除量與切削速度﹑進(jìn)給量和切削深度有著密切的關(guān)系乍构。受切削動(dòng)力學(xué)的限制，在一般切削中喝壹，切削深度不能選擇太大仓近，高效率切削也不例外。但高效率加工可以選擇大進(jìn)給量（除在短距離的切削中旱已，由于受加速度的限制肌蛮，只有選擇小進(jìn)給量加工外）與適當(dāng)大的切削深度進(jìn)行加工。再通過(guò)選擇盡量高而不是選擇很高的切削速度加以配合殿漆，也能達(dá)到高切除率忍猛。但必須選用或新設(shè)計(jì)出具有足夠的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與較大地傳遞力矩的能力的高功率﹑高剛性機(jī)床，才能進(jìn)行大功率切削肾蕉。目前新設(shè)計(jì)的用于大功率切削的機(jī)床已能在24000r/min的（為機(jī)床設(shè)計(jì)的）中等切削速度條件下掐股，對(duì)鋁合金零件進(jìn)行大功率的粗銑加工。

　　在一般高速切削中笤敞，機(jī)床提供的大功率通常是通過(guò)限制主軸轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的扳九。當(dāng)機(jī)床輸出功率不變，主軸轉(zhuǎn)速增加旱万、切除率下降時(shí)萤晴，其原因是：由于主軸轉(zhuǎn)速的增加，提高了主軸空轉(zhuǎn)所消耗的功率胁后。而減少進(jìn)給量（增加了刀具與工件間的接觸時(shí)間）店读，反而增加了刀具與工件間的摩擦力嗦枢。所以在高效率切削的粗加工中，選擇很高的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速屯断，實(shí)際上是無(wú)用的文虏。還要根椐欲加工零件材料﹑刀具材料及尺寸大小等切削條件，對(duì)切削速度殖演、進(jìn)給速度和切削深度等切削參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真的選擇氧秘。例如：選用小直徑刀具加工鋁合金零件時(shí)，可以選擇高至100000r/min以上的主軸轉(zhuǎn)速和低進(jìn)給速度加工趴久。而加工大直徑的其它材料丸相，相對(duì)選取稍低的主軸轉(zhuǎn)速。

　　在高效率加工中彼棍，只需選擇18000r/min 的切削速度與很大的進(jìn)給速度灭忠，就可以使切除率達(dá)到5000cm3/mm。由此可見(jiàn)座硕，在高效率加工中攘体，根椐欲加工零件材料等切削條件，合理地選取擇切削參數(shù)门痕，也是高效率加工順利進(jìn)行的保證之一办轮。

　　選用先進(jìn)刀具材料

　　從高效率切削原理方面來(lái)分析,在高效率切削過(guò)程中，作用在切削刀具上的切削力的大小困喜，取決于切削區(qū)內(nèi)的切削溫度的高低枫欢。同時(shí)，切削中切削刀具受離心力的作用的影響也相當(dāng)嚴(yán)重裤能，因?yàn)楹苄〉碾x心力都會(huì)使切削系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)托茅。所以，必須選擇高硬度﹑高韌性的刀具材料和利于降低切削力同時(shí)又能保證刀頭強(qiáng)度的刀具的幾何形狀晋劫。例如，選擇硬質(zhì)合金（涂覆與非涂覆）行掰、金屬陶瓷怎机、陶瓷材料、聚晶金剛石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）等最好的刀具材料坪江；刀具幾何形狀方面仲闽，均采用經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化了的切削刀具的幾何形狀，且與適應(yīng)于高速高效率切削的刀具夾頭相配合僵朗，同時(shí)赖欣，必須在使用前進(jìn)行高精度平衡。

　　選用先進(jìn)的刀具夾頭

　　在高效率加工中验庙，最經(jīng)常使用的刀具夾頭是液壓可漲式夾頭和熱漲冷縮式夾頭顶吮。后者具有剛性好和能傳遞極大力矩的能力社牲。但存在替換速度慢和適應(yīng)性（柔性）差的缺點(diǎn)。而液壓可漲式夾頭則相反悴了，裝卸方便快速搏恤，但傳遞力矩小，只能用于所需夾緊力不大的有色金屬湃交，例如小型鋁合金零件的高效率精加工熟空。

　　采用特殊的加工方法

　　為充分發(fā)揮高效率加工的高效率優(yōu)勢(shì)，采取一些特殊加工方法搞莺，也是使切除率提高的重要環(huán)節(jié)息罗。例如，該大學(xué)在試驗(yàn)研究中抛现，選擇在高功率的臥式加工中心上（因?yàn)樗鄬?duì)立式加工中心具有天然的自動(dòng)排屑能力）轴艇，用多刃的聚晶金剛石（PCD）或涂覆金剛石制成的（鉆頭與鉸刀）復(fù)合式孔加工刀具加工高精度內(nèi)孔；為提高生產(chǎn)效率葬陡，降低生產(chǎn)成本丈蛇，使用機(jī)夾式多刃聚晶立方氮化硼（PCBN）立銑刀進(jìn)行高精度的內(nèi)孔加工（通過(guò)程序控制實(shí)行粗﹑精加工，進(jìn)行內(nèi)孔尺寸加工的調(diào)整）阁巨。 例如抬宽，在鋁合金箱體零件上加工6個(gè)不同直徑、范圍為12mm～32mm的孔,通常的加工方法是至少使用6把鉆頭岸寿、6把鉸刀對(duì)孔進(jìn)行粗精加工硝僻。而現(xiàn)在，只需選用1把粗銑刀和1把精銑刀進(jìn)行高效率加工践斟，就可保證加工高精度的質(zhì)量要求毕沫，并節(jié)約切削時(shí)間25%；另外顶赎，選用多刃涂覆硬質(zhì)合金粗銑刀嫂焕，進(jìn)行大平面去除余量的大功率銑削等獨(dú)具風(fēng)格的特殊加工方案，都取得了良好的加工效果疯坤。

　　目前报慕，這項(xiàng)研究還處于開(kāi)始階段，且由于是一種技術(shù)復(fù)雜涉及面廣泛的系統(tǒng)工程压怠，還需多方面的協(xié)作與合作眠冈，進(jìn)行大量的研究工作。目前多數(shù)還只能用于需要大批量高效率加工的航空和汽車(chē)用鋁合金等有色金屬零件菌瘫。但由于它能極好地提高制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力蜗顽，具有很好的市場(chǎng)前景，因而必然會(huì)得到快速發(fā)展雨让。許多有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)家雇盖，都投身于高效率加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究忿等。據(jù)最新資料介紹，F(xiàn)adal公司為了更好地幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高效率加工刊懈，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作这弧，在他們?cè)O(shè)計(jì)生產(chǎn)的多種立式加工中心上都增加了旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、自動(dòng)冷卻系統(tǒng)虚汛、雙臂自動(dòng)換刀系統(tǒng)和切屑自動(dòng)傳輸系統(tǒng)等匾浪，用以更好地提高生產(chǎn)效率，大大提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力珊辛。

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