小直径铣刀铣削淬硬钢深窄型腔的实验研究

张忠南，陈远玲，胡映宁，邓敏和

（广西大学机械工程学院,广西南宁530004）

近十几年来，采用高转速、小切深、快进给方式高速铣削硬材质零件的技术，日益受到重视，成为硬材质工件高效加工的又一新生技术。淬硬钢是模具常用的材料，其延伸率小，塑性低，易于形成光洁的表面，但硬度高，切削性能差，特别是在加工具有深腔或窄槽的模具时，采用小直径铣刀进行高速铣削，刀具非正常破损问题尤为严重。消除刀具的非正常破损，是生产中亟待解决的问题。

国外一些学者，对淬硬钢高速切削过程中的切削力特征、刀具材料、切屑形成机理、刀具磨损、破损机理、加工表面品质、刀具寿命等进行了研究，但所得结论大多限于直线切削的实验，且刀具直径多在Ф 8 mm 以上[1~3]。

在国内，潘建新、马晓云等学者，对淬硬钢高速铣削进行了实验研究，刀具直径在Ф 6 mm以上[4~6]。

本课题组对用小直径铣刀对淬硬钢进行铣斜面、拐角的动力特性和表面品质等，进行了一系列实验和仿真研究，获得了一些优化的切削参数[7~10]。

本文主要研究在用不同的切削参数、走刀方式时，对淬硬钢深窄型腔切削力和振动的影响规律，为优化小直径铣刀铣削高硬材料模具深窄型腔的工艺参数提供依据。

1 实验条件

实验采用单因素法，研究小直径铣刀加工S136模具钢型腔时，切削深度（Ad）、切削速度(Vc)、进给速度(fz)、螺旋下刀半径(R)、螺旋角(α)、走刀方式等，对切削力的影响规律。

实验条件如表1所示。实验装置如图1。

表1 实验条件表