可预见且无故障的切削
    Patrick de Vos 山高首席技术培训经理

每个加工工艺的目标应该是在确保高生产率和低生产成本的同时，达到最大化的安全性和可预见性。为达到此目标，需综合权衡以下因素：工件的材料、形状和尺寸；机床；CAM系统；工件和刀具的夹紧；切削刀具的选择以及它们如何被使用。

1. 加工时可导致问题发生的变量
    ①切屑的形成和排出：这需要全面受控，否则，长切屑会引起生产的停顿并损坏工件、机床和切削刀具，甚至损伤操作工。对此，要彻底了解作用在刀具上的切削力，一旦失去了控制，加工中就会有刀具损坏、切削刃损坏和引发振动的风险，而上述所有的风险都会导致生产停顿和工件被错误加工。
    ②刀具磨损：这必定是持续的，比如后刀面磨损或月牙洼磨损。需要避免突发的刀具磨损（破裂或者剥落）。
    ③热：加工金属会产生很多热量，如不通过切屑排出，这些热量将集中在切削刀具或是工件表面，危害到已加工工件的品质。切削刀具上的温度高，将引起刀具材料切削金属的性能变化，从而有损刀具寿命。

上述因素都会使得工件在尺寸、形状、表面粗糙度和表面结构等方面难以获得符合要求的质量。为避免这些问题，必须仔细考量切削过程和不同要素之间的相互作用。而切削方法是至关重要的一个要素——我们可以在传统加工、高速加工、高进给加工或大批量加工之间进行选择，事实上，每个加工方法都有其优势和约束条件。这意味在给定条件下，不是每个方法都能提供相同的操作安全性。

2. 刀具材料和几何角度
就刀具材料和几何角度而言，与选择切削方法相比，一个精选的切削刃对于保证切削过程可靠而言具有最高的重要性。刀具材料必定要通过切削速度这个关联要素与工件材料相适应。切削刃几何角度也必须要精心加以选择才能真正服务于加工（如粗加工或精加工）的目标。这里的关联要素是进给量和切削深度。

3. 选择切削参数
正确选择切削参数，需要权衡是高的切削速度搭配较低的进给量还是较高的进给量搭配适中的切削速度？每个切削工况都需要正确地予以选择。切削速度要高到足以避免积屑瘤引起的磨损，但它也不应该高到让热-化学磨损模式起到主导作用的程度。切削深度和进给量的选择必须使得切屑形成和切削刃上的机械冲击（切削力）都能受到适当控制。

当安全性在金属切削过程（同时保持尽可能高的生产率时）中处于重要地位时，应该优先选择大的切削深度搭配适中的切削速度（经济的切削）。如果条件允许，且生产率权重在全局中大于生产成本时，切削速度还可以进一步提升。但是加工过程中更高的切削速度也将涉及更多的“不可预见的风险”。

刀具之良好范例

在加工过程中提高安全性，尤其是针对高风险的工况，山高的Jetstream刀具（一种高压直接冷却理念和系统）无疑是一个好的范例。这个理念已展示出其主要优势，诸如提高刀具寿命、更好的切屑控制、更高的生产率、更低的成本、工件表面更低的残余应力，更好的加工精度和更佳的表面粗糙度等等，以上罗列出的只是一小部分而已。

另一个范例是车削，在刀尖上使用山高刀具的修光刃几何角度（高进给车削理念）。这允许使用明显更高的进给量，使其在更快地取得良好表面粗糙度（生产率）方面更为容易，并能持续更长时间（更多的工件），而且，值得一提的是，它是一种更可控的方法（安全性高）。

当然，这里也有在铣削中基于传统补偿原理发展起来的高进给铣削。在这种方法中，追求无故障金属切削的高进给量的基本理念确实是优秀的。