1.2.1 有关HSC机理的三种学说

高速切削机理目前有三种学说，分述如下。

（1）学说之一：Dr. Salomon理论。如图1-5所示，在常规切削速度范围内（A区），切削温度随切削速度的增加而升高。当切削速度增大到某一数值vε之后，切削速度再增加，切削温度反而降低。vε值与工件材料有关。对每种工件材料，存在一个速度区（B区），在这个区域内，由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，这个区称为“死谷”（Dead Vally），如果能超过这个“死谷”进入高速区（C区），则切削速度再增加，切削温度可能反而下降，则有可能用现有的刀具进行高速切削，大幅度地减少切削加工时间，提高生产率。

图1-5 高速切削概念示意图

A—常规切削区B—非切削区C—高速切削区

Dr. Salomon还认为，“如果在低速切削区中某一切削速度v1下会产生某一切削温度θ，那么把切削速度提高到高速切削区中的某个值V2，还会出现同样的切削温度θ”，这份德国专利（No.523594）标志着高速加工技术的诞生。

然而后来的学者和高速切削试验结果对Salomon假设提出了置疑。

（2）学说之二。在高速切削铸铁、钢及难加工材料时，即使在很高的切削速度范围内也不存在上述的“死谷”，刀具耐用度总是随切削速度的增加而降低。然而有趣的是，在用硬质合金刀具高速铣削钢材时，尽管随切削速度 v 提高，切削温度随之升高，刀具磨损随之加剧，且 T—v 规律仍遵循Taylor方程 v=A/Tm。但在高速区，Taylor方程中的m值要大于较低速度区的m值，这意味着在高速区刀具耐用度T随v提高而下降的速率变缓。这一结论对高速切削加工技术的实际应用有重要意义。

（3）学说之三。切削试验表明，与常规切削相比，高速加工切削力可降低30%左右，刀具耐用度可提高70%左右。美国于20世纪70年代前后用爆炸射击法实现的1200m/s的高速切削试验表明：在高速切削条件下切屑的形成过程和普通切削时不同，随着 v 的提高，塑性材料的切屑形态将从带状、片状到碎屑不断演变，单位切削力初期呈上升趋势，随后急剧下降，但还没有成熟的高速切削理论解释这些试验结果。