3.刀柄锥部较长，不利于快速换刀和机床主轴的小型化。
由于以上原因，传统刀具系统已不能满足高速切削加工的需要，必须研究开发适宜高速

 

切削加工的刀具系统。 3 

 

基于高速切削加工的刀具技术

1.

 

刀具材料技术

高速切削加工对材料的主要要求是：良好的高温化学性能、热物理性能、化学稳定性、抗涂
层破裂性、抗粘接性和抗热振性。高速切削加工刀具材料必须按被加工工件材质和加工特
性进行选择，并配以合理的切削条件，才能发挥优异的切削性能。对于钢、铸铁等黑色金
属，宜选用陶瓷、金属陶瓷及立方氮化硼刀具，对于铝、镁等有色金属，宜选用 PCD 和
CVD 等 刀 具 材 料 。 目 前 ， 在 美 国 航 天 航 空 工 业 中 ， 铣 削 铝 合 金 的 切 削 速 度 已 达
7,500m/min、，其切削速度主要受限于机床主轴转速。对于钢、铸铁等黑色金属，高速切削
中达到的切削速度为加工铝合金的 1/3～1/5 ，约为 1,000～1,200m/min ，其速度主要受限
于刀具材料的耐热性，而未来高速切削的目标是：铣削铝合金的切削速度为 10,000m/min 
。铸铁为 5,000m/min ，普通钢材为 2,500m/min ，而钻削铝合金、铸铁、普通钢的速度为
30,000m/in 、20,000m/min 和 10,000m/min , 在未来高速和超高速加工中，超硬刀具材料(如
PCD 、PCBN )、陶瓷刀具、涂层刀具、TiC(N)基硬质合金刀具等刀具材料将发挥重要作用。
2.

 

刀其系统接口技术

—

—

 

刀具系统接口技术包括刀具 机床接口技术与刀具 刀柄接口技术。
a.

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刀具 机床接口技术

为了克服传统刀柄仅仅依靠锥面定位导致的不利影响，一些科研机构和刀具制造商研究

—

开发了一种能使刀柄在主轴内孔锥面和端面同时定位的新型连接方式 两面约束过定位
夹持系统。该系统具有很高的接触刚度和重复定位精度，夹紧可靠。目前，该系统主要有
短锥柄和 7:24 长锥柄两种形式。虽然 7:24 锥柄具有与传统 BT 刀柄可以互换，并可方便安
装于主轴锥孔锥度为 7:24 的机床上，可提高刀柄与主轴的连接刚度和精度等优点，但从
切削速度日趋提高的高速加工的发展趋势来看，锥度为 1:10 的短锥柄的刀柄结构的发展
前景更为广阔。目前，短锥柄的两面约束刀柄主要有 HSK、KM、NT、BIG-PLUS 等几种。

1.

 

刀柄 2.

 

拉杆 3.

 

主轴 4.弹簧套

图 1