1.2.1 有關HSC機理的三種學說

高速切削機理目前有三種學說，分述如下。

（1）學說之一：Dr. Salomon理論。如圖1-5所示，在常規切削速度范圍內（A區），切削溫度隨切削速度的增加而升高。當切削速度增大到某一數值vε之后，切削速度再增加，切削溫度反而降低。vε值與工件材料有關。對每種工件材料，存在一個速度區（B區），在這個區域內，由于切削溫度太高，任何刀具都無法承受，切削加工不可能進行，這個區稱為“死谷”（Dead Vally），如果能超過這個“死谷”進入高速區（C區），則切削速度再增加，切削溫度可能反而下降，則有可能用現有的刀具進行高速切削，大幅度地減少切削加工時間，提高生產率。

圖1-5 高速切削概念示意圖

A—常規切削區B—非切削區C—高速切削區

Dr. Salomon還認為，“如果在低速切削區中某一切削速度v1下會產生某一切削溫度θ，那么把切削速度提高到高速切削區中的某個值V2，還會出現同樣的切削溫度θ”，這份德國專利（No.523594）標志著高速加工技術的誕生。

然而后來的學者和高速切削試驗結果對Salomon假設提出了置疑。

（2）學說之二。在高速切削鑄鐵、鋼及難加工材料時，即使在很高的切削速度范圍內也不存在上述的“死谷”，刀具耐用度總是隨切削速度的增加而降低。然而有趣的是，在用硬質合金刀具高速銑削鋼材時，盡管隨切削速度 v 提高，切削溫度隨之升高，刀具磨損隨之加劇，且 T—v 規律仍遵循Taylor方程 v=A/Tm。但在高速區，Taylor方程中的m值要大于較低速度區的m值，這意味著在高速區刀具耐用度T隨v提高而下降的速率變緩。這一結論對高速切削加工技術的實際應用有重要意義。

（3）學說之三。切削試驗表明，與常規切削相比，高速加工切削力可降低30%左右，刀具耐用度可提高70%左右。美國于20世紀70年代前后用爆炸射擊法實現的1200m/s的高速切削試驗表明：在高速切削條件下切屑的形成過程和普通切削時不同，隨著 v 的提高，塑性材料的切屑形態將從帶狀、片狀到碎屑不斷演變，單位切削力初期呈上升趨勢，隨后急劇下降，但還沒有成熟的高速切削理論解釋這些試驗結果。