杨振宇(山东大学)

　　摘要

　　高速切削(High Speed Machining—HSM或High Speed Cutting-HsC)的概念始于1931年德国所罗门博士的试验研究：“当以适当高的切削速度(约为常规速度的5～lO倍)加工时，切削刃上的温度会降低，因此有可能通过高速切削提高加工生产率”。七十多年来，人们一直在探索有效、适用、可靠的高速切削技术，现在逐渐在工业实际中推广应用。高速切削通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣，国际上在航空航天制造业、模具加工业、汽车零件加工业和精密零件加工业中得到广泛的应用。高速铣削可用于铝合金、铜等易切削金属和淬火钢、钛合金、高温舍金等难加工材料，以及碳纤维塑料等非金属材料。例如在铝合金等飞机零件加工中，曲面和结构复杂，材料去除量高达∞%～95%，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度;在模具加工中，高速铣削可加工硬度大于HRc50的淬火钢件，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨。

　　立铣刀在加工过程中的弯曲变形是造成工件加工误差的最主要原因之一，立铣刀弯曲变形程度取决于刀具刚性的大小，刚性越小，刀具越容易产生变形，也容易产生切削振动，因而造成工件加工精度下降，工件表面租糙度差。影响立铣刀刚性大小的因素有刀具的直径大小、螺旋槽数量、立铣刀悬伸量等。本论文利用建立立铣刀弯曲变形和惯性矩数学模型来研究立铣刀的直径大小、螺旋槽数量、立铣刀悬伸量与刀具刚性之间的关系，找到在高速铣削加工过程中立铣刀伸出刀柄的{zj0}长度，使工件达到更高的切削加工精度;另外立铣刀悬伸量不同，立铣刀在高速加工过程中静态、动态刚性不同，产生振动大小也不同，因而影响工件加工后的表面粗糙度。影响工件表面租糙度的因素除了刀具刚性之外.切削加工条件也是重要因素，所以利用立铣刀悬伸量配合各种切削加工条件做实验，来比较验证建立的模型，得到的结论可用于指导实践生产，具有较高的实用价值。

　　关键词

　　高速铣削;立铣刀;刚性;加工精度;表面租糙度

　　第l章绪论

　　代表现代机械加工主流方向的高速切削加工，因顺应了21世纪机械加工高效率、高精度、柔性与绿色化的要求而得到了迅猛发展。高速加工的{zd0}特点是在极大满足高效生产的同时，也大大提高了被加工零件的加工精度和表面质量。运用高速加工的“一次过”技术，可将传统的粗、精加工一次加工完成，既可获得高质量的加工表面，又省去了传统的若干工序，使加工效率得以极大提高。随着电主轴在机床中的普遍应用，制约机床切削速度不断提高的因素已不仅仅是机床主轴本身，适宜高速切削加工要求的刀具系统与技术的研究已成为影响高速加工不断发展的重要因素，其中刀具刚性和切削参数对工件加工精度和表面粗糙度起主要作用。因此，深入研究高速加工对刀具系统提出的新要求，开发适宜高速加工要求的刀具系统具有十分重要的意义。

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