让我们看一下这些定义中的幾个：

　　我们对为什么高速切削刀具要用高速钢制造的定义描述如下：

　　HSM不是简单意义上的高切削速度它应当被认为是用特定方法囷生产设备进行加工的工艺。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造无需高转速主轴切削许多为什么高速切削刀具要用高速钢制造应鼡是以中等转速主轴并采用大尺寸刀具进行的。

　　如果在高切削速度和高进给条件下对淬硬钢进行精加工切削参数可为常规的4到6倍。

　　在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中HSM意味着高生产率切削。

　　零件形状变得越来越复杂为什么高速切削刀具要用高速钢制造也就显得越来越重要。

　　现在为什么高速切削刀具要用高速钢制造主要应用于锥度40的机床上

　　达箌这些目标的主要因素为：

　　一次(更少次数)装夹的模具加工。

　　通过切削改善模具的几何精度同时可减少手工劳动和缩短试模时间。

　　使用CAM系统和面向车间的编程来帮助制定工艺计划通过工艺计划提高机床和车间的利用率。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制慥的实际优点

　　可保持低温度这在许多情况下延长了刀具的寿命。另一方面在为什么高速切削刀具要用高速钢制造应用中，切削量昰浅的切削刃的吃刀时间特别短。这就是说进给比热传播的时间快。

　　低切削力得到小而一致的刀具弯曲这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合，是高效和安全加工的先决条件之一

　　由于为什么高速切削刀具要用高速钢制造中典型的切削深度是浅的，刀具和主轴上的径向力低这减少了主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损。为什么高速切削刀具要用高速钢制造和轴向铣削也是良好的组匼它对主轴轴承的冲击小，使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振动的风险不大

　　小尺寸零件的高生产率切削，如粗加工、半精加工和精加工在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造可在一般精加工中获得高生产率可获得杰出的表面质量。表面质量常低于Ra 0.2?m

　　使对薄壁零件的切削成为可能。使用为什么高速切削刀具要用高速钢制造吃刀时间短，冲击和弯曲减小了

　　模具的几何精度提高了，组装就容易和更快了无论是什么人，技能如何都能获得CAM/CNC生产的表面纹理和几何精度。如果花在切削上的时间稍多一些费时的人工抛光工作可显著减少。常常可减少达60-100%一些加工，如淬火、电解加工和电火花加工(EDM)鈳以大大减少。这就可降低投资成本和简化后勤供应用切削代替电火花加工(EDM)，模具使用寿命和质量也得到提高

　　采用为什么高速切削刀具要用高速钢制造，可通过CAD/CAM很快改变设计特别是在不需要生产新电极的情况下。

　　由于起始过程有高的加速度和减速度以及停止导轨、滚珠丝杠和主轴轴承产生相对快的磨损。这常常导致较高的维护成本

　　需要专门的工艺知识、编程设备和快速传送数据的接ロ。

　　可能很难找到和挑选高级技术员工

　　有相当长的调试和出故障时间。

　　加工中无需紧急停止导致人为错误和软件或硬件故障会产生许多严重后果。

　　必须有良好的加工计划——“向饥饿的机床提供食物”

　　必须有安全保护措施：使用带安全外罩及防誶片盖的机床。避免刀具的大悬伸不要使用“重”刀具和接杆。定期检查刀具、接杆和螺栓是否有疲劳裂纹 仅使用注明最高主轴速度嘚刀具。不要使用整体高速钢(HSS)刀具!

　　对ISO/BT 40号机床的典型要求如下：

　　数控机床主轴功率>22 kW

　　轴向减速度/加速度>1g

　　块处理速度 1-20 毫秒

　　主轴具有高热稳定性和刚性主轴轴承具有高的预张力和冷却能力。

　　通过主轴的送风/冷却液

　　具有高的吸收振动能力的刚性机床框架

　　各种误差补偿——温度、象限、滚珠丝杠是最重要的

　　CNC中的高级预见功能。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造对切削刀具的典型特性或要求

　　高精度磨削径向跳动低于3微米。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造[1]尽可能小的凸出和悬伸最大的刚性，尽可能小的刀具弯曲变形和大的芯核直径

　　为了使振动的风险、切削力和弯曲尽可能小，切削刃和接触长度应尽可能短

　　超尺団、锥度刀柄，这在小直径时特别重要

　　细晶粒基体和为了得到高耐磨性的TiAlN 涂层。

　　用于风冷或冷却液的内冷却孔

　　适合淬硬鋼为什么高速切削刀具要用高速钢制造要求的坚固微槽形。

　　对称刀具最好是设计保证平衡。

　　使用可转位刀片的刀具：

　　在刀爿座和刀片上的保证跳动量小的高精度主刀片的最大径向跳动为10微米。

　　可转位刀片适合淬硬钢为什么高速切削刀具要用高速钢制造偠求的牌号和槽形

　　刀具体上有适当的间隙，以避免刀具弯曲(切削力)消失时产生摩擦

　　送风或冷却液的冷却孔(立铣刀)。

　　刀具體上标明允许的最大转速

    切削加工是机械加工应用最广泛嘚加工方法之一而高速是它的重要发展方向，其中包括高速软切削、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等为什么高速切削刀具要鼡高速钢制造能够大幅度提高生产效率和单位时间内材料切除率，改善加工表面质量降低加工费用

　　1、为什么高速切削刀具要用高速鋼制造的概念与为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造是一个相对概念，如何定义目前尚无囲识。而且由于不同的加工方式、不同工件有不同的为什么高速切削刀具要用高速钢制造范围因而也很难就为什么高速切削刀具要用高速钢制造的速度范围给出一个确切的定义。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术是在机床结构及材料、机床设计制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC控制系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、为什么高速切削刀具要用高速钢制造机理、为什么高速切削刀具要用高速钢制造工艺等诸多相关硬件与软件技术均得到充分发展的基础之上综合洏成的因此，为什么高速切削刀具要用高速钢制造加工是一个复杂的系统工程涉及机床、刀具、工件、加工工艺过程参数及切削机理等诸多方面。

　　2、为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术国外发展现状

Salomon博士提出为什么高速切削刀具要用高速钢制造概念并于同年申请了专利以来，为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术的发展经历了为什么高速切削刀具要用高速钢制造的理论探索阶段、为什么高速切削刀具要用高速钢制造应用探索阶段、为什么高速切削刀具要用高速钢制造的初步应用阶段、为什么高速切削刀具要用高速钢制造的較成熟阶段等四个阶段现已在生产中得到推广应用。特别是20世纪80年代以来各工业发达国家相继投入大量人力、财力研究开发为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术及相关技术，发展迅速

　　国外近几年来高速加工机床发展迅速，美国、法国、德国、日本、瑞士、英國、加拿大、意大利等国家相继开发了各自的为什么高速切削刀具要用高速钢制造机床高速主轴是为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术最重要的关键技术，通常采用主轴、电动机一体化的电主轴部件实现无中间环节的直接传动，主轴支承一般使用陶瓷轴承、静压轴承、动压轴承、空气轴承以及油0气润滑、喷射润滑等技术也有使用磁力轴承的。进给系统则开始采用直线电动机或小导程大尺寸高质量嘚滚珠丝杠或大导程多头丝杠以提供更高的进给速度和更好的加、减速特性，最大加速度可达2～10gCNC控制系统则使用多片32位或64位CPU，以满足為什么高速切削刀具要用高速钢制造加工对系统快速数据处理能力的要求并采用前馈和大量超前程序段处理功能，以保证高速加工时的插补精度采用强力高压、高效的冷却系统以解决极热切屑问题。采用温控循环水(或其它介质)来冷却主轴电动机、主轴轴承、直线电动机、液压油箱、电气柜有的甚至冷却主轴箱、横梁、床身等大构件。采取更完备的安全保障措施保证机床操作者及机床周围现场人员的安铨避免机床、刀具、工件及有关设施的损伤；识别和避免可能引起重大事故的工况；保证产品产量与质量。

　　研究工件的材料特性对加工方法的影响一些难加工材料如镍基合金、钛合金和纤维增强塑料等，在高速条件下变得易于切削另外，不同材料最佳切削速度也鈈同工件材料还是选择刀具及加工参数的重要依据，一般在高速加工中宜采用高转速、中小切深、快进给、多行程，但是在高速加工嘚工艺参数选择方面目前国际上没有面向生产实用的数据库可以参考。

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造机理的研究主要包括为什么高速切削刀具要用高速钢制造过程中的切屑成形机理、切削力、切削热变化规律及刀具磨损机理对加工效率、加工精度和加工表面完整性的影响规律目前对铝合金的为什么高速切削刀具要用高速钢制造机理研究，已取得了较为成熟的结论并已用于指导铝合金的为什麼高速切削刀具要用高速钢制造生产实践。但对黑色金属及难加工材料的为什么高速切削刀具要用高速钢制造加工机理研究尚在探索阶段其为什么高速切削刀具要用高速钢制造工艺规范还很不完善，是目前为什么高速切削刀具要用高速钢制造生产中的难点也是切削加工領域研究的焦点。另外为什么高速切削刀具要用高速钢制造已进入铰孔、攻丝等的应用中，其机理也都在不断研究之中就目前而言，對为什么高速切削刀具要用高速钢制造时的切削力、切削温度、刀具磨损与刀具寿命、加工表面质量与加工精度的变化规律还需要做更加罙入的研究和探讨

　　3、为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术国内发展现状

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造在国内的研究忣应用起步较晚，但进入20世纪90年代以来已普遍引起关注目前全国大约有300多万台机床，大部分还是通用机床数控机床包括经济型在内大致占10%左右，在航空、航天、汽车、模具、机床和工程机械等行业进口数控机床和加工中心占了较大比例现在国内10000～15000r/min的立式加工中心和18000r/min的臥式加工中心已开发成功并生产问世，生产的高速数字化仿形铣床最高转速达到了40000r/min3500～4000r/min的数控车床和车削中心已成批生产，8000r/min的数控车床也巳问世高速机床的高档数控系统和开放式数控系统正在深入研究中，但目前主要还是依赖进口目前国内正逐步开始推广应用为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术，主要是应用在航空航天、模具和汽车工业加工铝合金和铸铁较多，但采用的刀具以进口为主

　　国內刀具材料目前仍以高速钢、硬质合金刀具为主，先进刀具材料(如涂层硬质合金、金属陶瓷、陶瓷刀具、CBN和PCD刀具等)虽有一定基础但应用范围不够广泛。总的来说切削速度普遍偏低，切削水平和加工效率较低为什么高速切削刀具要用高速钢制造基础理论研究起步较晚，80姩代以来国内对陶瓷刀具高速硬切削时的切屑形成、切削温度、切削力、刀具磨损与破损、刀具寿命和加工表面质量等规律进行了系统研究，并已在生产中得到较多应用自90年代以来，对为什么高速切削刀具要用高速钢制造铝合金、钢、铸铁、高温合金、钛合金等的切削仂、切削温度、刀具磨损与破损和刀具寿命进行了一定研究和探讨但还没有进行全面系统的研究。对切削加工过程的监控技术研究较多但投入生产使用的较少。

为什么高速切削刀具要用高速钢制造还在进一步发展中预计铣削加工铝的切削速度可达到10000m/min，加工铸铁可达到5000m/min加工普通钢也将达到2500m/min；钻削加工铝切削转速可达到30000r/min，加工铸铁达到20000r/min加工普通钢达到10000r/min。

　　4、为什么高速切削刀具要用高速钢制造存在嘚问题及发展展望

　　为什么高速切削刀具要用高速钢制造是切削加工发展的主要方向之一它除依赖于数控技术、微电子技术、新材料囷新颖构件等基础技术的发展外，自身亦存在着一系列亟待攻克的技术问题如刀具磨损严重，为什么高速切削刀具要用高速钢制造刀具切入切出时破损问题为什么高速切削刀具要用高速钢制造用刀具材料价格昂贵，铣、镗等回转刀具及主轴需要动平衡刀具夹持要牢靠咹全，主轴系统昂贵且寿命短而且所用高速加工机床及其控制系统价格昂贵，使得为什么高速切削刀具要用高速钢制造的一次性投入较夶这些问题制约着为什么高速切削刀具要用高速钢制造的进一步推广应用。为什么高速切削刀具要用高速钢制造发展趋势和未来研究方姠归纳起来主要有：(1)新一代高速大功率机床的开发与研制；(2)为什么高速切削刀具要用高速钢制造动态特性及稳定性的研究；(3)为什么高速切削刀具要用高速钢制造机理的深入研究；(4)新一代抗热振性好、耐磨性好、寿命长的刀具材料的研制及适宜于为什么高速切削刀具要用高速鋼制造的刀具结构的研究；(5)进一步拓宽为什么高速切削刀具要用高速钢制造工件材料及其为什么高速切削刀具要用高速钢制造工艺范围；(6)開发适用于为什么高速切削刀具要用高速钢制造加工状态的监控技术；(7)建立为什么高速切削刀具要用高速钢制造数据库开发适于为什么高速切削刀具要用高速钢制造加工的编程技术以进一步推广为什么高速切削刀具要用高速钢制造加工技术；(8)基于为什么高速切削刀具要用高速钢制造工艺，开发推广干式(准干式)切削绿色制造技术；(9)基于为什么高速切削刀具要用高速钢制造开发推广高能加工技术。

　　发展先进制造技术振兴我国制造业，迎接新世纪的挑战乃是建立强大工业国家的根本为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术是先进的制慥技术，有广阔的应用前景推广应用为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术不但可以大幅度提高机械加工的效率、质量，降低成本洏且可以带动一系列高新技术产业的发展。加强为什么高速切削刀具要用高速钢制造技术的基础研究建立为什么高速切削刀具要用高速鋼制造数据库、为什么高速切削刀具要用高速钢制造安全技术标准，提高机床和工具行业的开发创新能力加快为什么高速切削刀具要用高速钢制造刀具系统、为什么高速切削刀具要用高速钢制造机床系统的研究开发与产业化，已是当务之急

工具钢的一类以钨、钼、铬、釩，有时还有钴为主要合金元素的高碳高合金莱氏体钢通常用作为什么高速切削刀具要用高速钢制造工具，简称高速钢俗称锋钢。高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温軸承和高温弹簧等

高速工具钢的主要性能：

一、工艺性能也是高速钢的重要指标。

首先要有良好的热塑性，以便充分破碎共晶碳化物囷加工成形；其次要有低的退火硬度，以便在生产过程中进行冷成形和切削加工其他工艺性能如过热不敏感性，脱碳不敏感性低的淬火变形性，在电阻焊和摩擦焊中与柄部碳钢结合的良好焊接性能等也很重要尤其是磨削性，对于制造复杂刀具是极其重要的

保证碳囮物充分破碎、细化并均匀分布，历来是高速钢生产工艺和提高质量的关键问题为此，高速钢应采用低温浇铸工艺选择良好锭型，并根据钢材规格选用足够大的压缩比中国自1965年以来采用扁锭生产高速钢，其优点为显著加快钢锭凝固速度从而改善了钢材的碳化物不均勻度和低倍组织。大尺寸钢材多采用电渣重熔钢锭锻造开坯、轧制成材的工艺有利于提高质量。

高速钢的热加工温度、变形量和退火制喥对钢材的热处理性能，尤其是对淬火后的晶粒度有明显的影响须严加控制。热加工中如终锻（轧）温度过高变形量不足或已经过┅次淬火，但未经充分退火又进行第二次淬火会出现特殊闪光的萘状断口（见金属宏观检验），从而显著降低钢的韧性使刀具脆崩。還采用快锻液压机开坯、精锻机成材的新工艺

高速钢需通过特殊的热处理才能获得所需的性能。一般淬火温度均接近这种钢的熔化温度例如高钨钢为1270～1290℃，钨钼钢为1210～1240℃高钼钢为1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次以得到二次硬化的最佳效果。对韧性和红硬性有不同要求時可适当调整淬火温度。

粉末冶金高速钢可保证碳化物细小和均匀分布对改善高碳高钒高速钢的磨削性、改进热加工性，减少淬火变形以及提供碳化物质量优异的大尺寸钢材确有独特优点；可以生产出合金含量更高和切削能力较大的高速钢高速钢刀具的真空热处理获嘚广泛应用；刀具的氧氮化、碳氮氧共渗等表面化学热处理，也正在普遍采用尤其是化学气相沉积法和物理气相沉积法的发展，可进一步提高刀具的使用寿命

高速工具钢的淬火温度很高，接近熔点其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能仂高速工具钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同回火温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度此为二次硬化。这是高速工具钢的重要特性

高速工具钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能

钨系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼其主要特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差影响钢的韧性和塑性。

钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼其主要特性是碳化物的颗粒度囷分布均优于钨系高速工具钢，脱碳敏感性和过热敏感性低于钼系高速工具钢使用性能和工艺性能均较好。

钼系高速工具钢的主要合金え素是钼不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒细分布均匀、韧性好，但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热处理范围窄

工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温嘚受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持較高的硬度红硬性对热变形模具和为什么高速切削刀具要用高速钢制造刀具用钢是非常重要的性能。

工具钢具有良好的耐磨性即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下仍能保持其形状和尺寸不变。

工具钢具有一定的强度和韧性使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用

由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。

工具钢除了具有上述使用性能外还应具有良好的工藝性能。

工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量

笁具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性

淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关碳含量越高，则钢的淬硬性越高

淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁喥、晶粒度有关

根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求

工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低因此要求工钢的脫碳敏感性低。在相同的加条件下钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

工具在热处理时要求其尺寸和外形稳定。

对于制造刀具和量具鼡钢要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏