二、数控高速加工的由来
高速加工(HSM)是当今制造业中一项快速发展的新技术。在工业发达国家,高速切削正成为一种新的切削加工理念。自从德国Salomon博士提出高速切削概念以来,高速切削加工技术的发展经历了高速切削的理论探索、应用探索、初步应用、较成熟的应用四个发展阶段:
1)高速切削机理和理论研究阶段(1924至1960年)
理论研究的初期阶段,当德国Salomon博士提出高速加工的理论后,美国学者也对高速加工理论进行了深入研究,奠定了理论研究基础。理论研究的后期阶段,高速加工的理论研究在法国、日本、英国等发达国家也开始进入快速发展阶段。
2)高速切削应用探索阶段(1960—1978年)
美国研究小组试制出转速达18000rpm、功率为25马力的卧式高速加工中心。德国Darmstadt工业大学于1978年开始研究高速切削的切屑形成机理。法国研制出主轴转速达60000rpm、进给速度50m/min的高速铣床。
3)高速切削技术进入应用阶段(1979年—1989年)
以美国和德国为代表的国家在这一时期,对高速切削机理、高速加工刀具及高速加工工艺进行了十分全面系统的理论研究和试验探索,取得了巨大的成果,为高速切削技术的成熟和发展奠定了坚实的基础。
4)高速切削技术进入成熟阶段(1990年至今)
上世纪90年代以来,以美国、德国、法国、日本为代表的发达国家,高速加工技术日臻完善,高速机床、高速加工刀具、高速数控系统在国际市场的占有率不断提高,高速加工的CAM软件得到广泛应用。高速切削加工技术进入了产业化发展的新阶段,相关产品发展迅速,成果不断涌现,标志着高速加工己从理论研究进入工业应用阶段。
我国高速切削加工技术研究起步较晚,比国外迟了好几十年,直到国外的高速加工技术从实验室走向大规模工业生产,我国的科研机构才开始涉足该领域的研究。上世纪八十年代,上海交大在研究高速切削硬铝合金时发现了切削温度和切削力的动态关系,只有切削速度超过720m/min时,切削温度和切削力才明显的降低。南京航空航天大学进行了高速切削机理、高速切削力的研究而且完善优化了Won-sooYun瞬态切削力模型。华中科技大学在高速数控系统的研制方面取得了突破性的进展,成功的开发出了完全自主知识产权的五轴五联动高速数控系统,打破了欧美国家在该领域的垄断。