高速切削刀具技術(shù)是實現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一斥杜。在高速銑削中，刀具懸伸量即刀尖到主軸伸出端的長度對加工過程的影響很大孝承，并且直接影響刀具磨損闸衫。傳統(tǒng)上認(rèn)為涛贯，增大刀具的懸伸量勢必會造成刀具剛度降低，特別是在加工淬硬鋼等硬度比較高的難加工材料時蔚出，習(xí)慣于選擇小的刀具懸伸量弟翘。刀具安裝時盡量多夾持刀柄部分，可以提高刀具的剛度骄酗，減小振動稀余，使切削過程更加穩(wěn)定，刀具磨損更小趋翻，從而使得模具深腔必須采用電火花加工睛琳，加工時間長，效率低踏烙。因此刀具懸伸量對加工過程的影響逐漸引起關(guān)注师骗。

　　國外通過刀具剛度對刀具壽命影響的研究表明，球頭立銑刀兩切削刃上的受力不均使刀具壽命急劇下降讨惩，適當(dāng)改變銑刀懸伸長度辟癌，可以改善銑刀兩切削刃上刀具磨損不平衡，從而延長刀具壽命荐捻。S Smith也提出高速銑削中刀具長徑比對金屬切除率影響很大滩哥，并以穩(wěn)定的最大金屬切除率為目標(biāo)，通過直徑12.7mm端銑刀高速銑削實驗測量的加工穩(wěn)定性耳垂主軸轉(zhuǎn)速n=14330r/min昨镊，每齒進給量fz=0.03mm/齒溃恼，進給速度Vf＝860mm/min，軸向切深A(yù)d＝0.1mm梁捉，徑向切深Rd＝1.5mm追粉；順銑；空氣冷卻刀具：涂層：AlTiN箍属；前角：8°硅魁；后角：6°；螺旋角：30°步鸣；D1：2mm；D2：3mm醇帅；L1：38mm醒囊；L2：9mm。

　　試驗結(jié)果與分析

　　1 切削力

　　隨著刀具加工長度的增加隐听，對不同懸伸量條件下的銑削力進行了測量通熄，由不同條件下三個方向切削力的合力變化情況可知：隨切削長度的增大，刀具急劇磨損找都，切削力上升很快唇辨，刀具磨損達(dá)到穩(wěn)定后廊酣，切削力略有下降，然后繼續(xù)增大赏枚。不同懸伸量的切削力大小不同亡驰，懸伸量15mm的切削力最大，懸伸量19mm時切削力反而減小饿幅，這說明切削力和懸伸量無正比關(guān)系凡辱，并不是懸伸量越小，切削力越小栗恩。實際上透乾，存在著一個不適合加工的懸伸量，當(dāng)超過該懸伸量后切削力反而減小磕秤。此外刀具達(dá)到穩(wěn)定切削的加工長度也存在相同規(guī)律乳乌。

　　2 切削振動

　　記錄不同條件下的振動時域波形，并進行頻率分析景姓。試驗記錄的不同刀具懸伸量下振動波形及其功率譜表明赴碘，振動功率譜中出現(xiàn)的主要頻率成分為：每齒切刃嚙合頻率957.03Hz及其倍頻1914.06Hz和1669.92Hz。從齒嚙合頻率fo的幅值變化情況來看蕊欣，隨著切削長度的增加蓖桅，不同刀具懸伸量下的振動幅值變化都有一個增加后減小再增加的過程。在刀具初期磨損階段愈秕，由于刀具磨損加快舍稽，切削力增加，振動加強言盼，隨后切削進入穩(wěn)定磨損階段发液，切削力相對初期磨損時小，振動也會減小筐成。但當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定程度焊辈，振動再次加強。

　　隨著切削長度的增加谣皇，試驗范圍內(nèi)最大懸伸量19mm的功率譜振幅幅度整體上最小势送，這說明并不是刀具懸伸量越大，高速切削振動就越強朴沿。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是高速切削時激振頻率較大猜谚，懸伸量增加后可降低刀具的固有頻率，避免引起共振赌渣、顫振的發(fā)生魏铅，從而使切削過程中的振動強度降低，因此可適當(dāng)提高懸伸量。

　　3 刀具磨損和表面粗糙度

　　在體式顯微鏡下拍攝刀具后刀面磨損情況览芳，利用圖形軟件計算磨損面積斜姥，由不同刀具懸伸量的刀具磨損曲線可見，刀具磨損面積隨加工長度的增加而增大沧竟。但刀具磨損并不隨刀具懸伸量的增加呈正比關(guān)系铸敏，當(dāng)?shù)毒邞疑扉L度為19mm時刀具磨損面積反而有所降低。這是因為隨著懸伸量增加屯仗，刀具系統(tǒng)固有頻率升高使得振動減小搞坝，刀具磨損相應(yīng)減小。不同刀具懸伸量下表面粗糙度的變化同切削力和刀具磨損的變化規(guī)律大體相同魁袜。當(dāng)懸伸量增大超過某一數(shù)值后桩撮，表面粗糙度有所減小。

　　結(jié)論

　　通過不同刀具懸伸量時高速銑削淬硬鋼材料過程中切削力筛毡、振動仆腐、刀具后刀面磨損面積和表面粗糙度的變化，可得出以下結(jié)論敢铲。

　　增加刀具懸伸量長度鉴凸，切削力和切削振動增大，刀具磨損加劇垮软，表面質(zhì)量下降驴涡。但懸伸量長度超過某一數(shù)值后，切削力伊屈、切削振動和刀具磨損并不是一味的增加反而下降觅符，加工質(zhì)量有所提高。對本實驗采用的直徑2mm銑刀濒勤，懸伸量19mm時比15mm的加工效果更優(yōu)深吠。因此進行模具型腔加工時，在刀具成本允許的情況下屎唠，適當(dāng)增大刀具懸伸量桑孩，可以在一定范圍擴大目前模具型腔加工時刀具加工范圍，避免進行電火花加工框冀，降低模具加工的綜合成本流椒。

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