提高数控加工中心切削效率的途径

数控加工作为现代制造业先进生产力的代表，在机械、航空航天和

模具

等行业发挥着极为重

要的作用。

90 年代以来，欧、美、日各国竞相开发和应用新一代高速

数控机床

，加快了机床

高速化发展步伐。高速主轴单元中电机主轴转速

15000～100000r/min，高速且高加/减速度

的进给运动部件的快移速度

60～120m/min，切削进给速度高达 60m/min，高速

加工中心

进

给 速 度 可 达

80m/min ， 空 运 行 速 度 可 达 100m/min 左 右 。 美 国 CINCINNATI 公 司 的

HyperMach 机床进给速度最大达 60m/min，快速为 100m/min，主轴转速已达 60000r/min。在
加工精度方面，近

10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 10μm 提高到 5μm，精密级加

工中心则从

3～5μm 提高到 1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。而

新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关。

 

1.国内外加工中心切削水平的差异 

目前先进国家的车削和铣削的切削速度已达到

5000～8000m/min 以上；机床主轴转数在

30000r/min(有的高达 10 万 r/min)以上。例如：在铣削平面时，国外的切削速度一般大于
1000～2000m/min，而国内只相当于国外的 1/12～1/15，即国内干 12～15 个小时的活相当
于国外干

1 个小时。据调查，许多加工中心的实际切削时间不到工作时间的 55%。因此，如

何提高加工效率，降低废品率成了众多企业共同探讨的问题。对国内数控加工中心切削效率
部分调查发现，普遍存在如

刀具

精度低、刀片跳动量大、加工光洁度低、工艺设备不配套等诸

多问题。

 

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2.提高切削效率的途径  

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（

1）合理选择切削用量  

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当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示出很多的优点和强大的生
命力，成为制造技术提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

 

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实践证明，当切削速度提高

10 倍，进给速度提高 20 倍，远远超越传统的切削“禁区”后，

切削机理发生了根本的变化。其结果是：单位功率的金属切除率提高了

30%～40%，切削力

降低了

30%，刀具的切削寿命提高了 70%，大幅度降低了留在工件上的切削热，切削振动

几乎消失；切削加工发生了本质性的飞跃。根据目前机床的情况来看，要充分发挥先进刀具
的高速加工能力，需采用高速加工，增大单位时间材料被切除的体积

(材料切除率 Q)。  

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在选择合理切削用量的同时，尽量选择密齿刀（在刀具每英寸直径上的刀齿数

≥3），增加

每齿进给量，提高生产率及刀具寿命。有关试验研究表明：当线速度为

165m/min，每齿进

给为

0.04mm 时，进给速度为 341m/min，刀具寿命为 30 件。如果将切削速度提高到 350 

m/min，每齿进给为 0.18mm，进给速度则达到 2785m/min，是原来加工效率的 817%，而刀
具寿命增加到了

117 件。  

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