1 引言

在相同或相近的切削条件下，不同的刀具会表现出不同的切削特性。同时，对于不同的加工对象和加工要求，刀具也表现出不同的加工工艺效果。因此，研究刀具的切削特性和加工工艺效果对于优选加工刀具具有重要意义。本文根据新设计的大型龙门式五坐标混联机床的实际切削条件和加工对象要求，分别对带有斜坡台阶式分屑槽和弧形卷屑槽的两种硬质合金面铣刀的寿命指标、卷屑和分屑效果以及在铣削过程中对工艺系统的动态影响等切削特性进行了试验研究，研究结果为实际加工中刀具的优化选择提供了参考依据。

2 切削试验条件

表1 两种面铣刀切削寿命试验条件与结果
试验刀具		面铣刀A	面铣刀B
切削用量	n(r/min)	855^*	950
	v(m/min)	134	149
	f_Z(mm/Z)	0.083	0.099
	v_f(mm/min)	283	470
	B(mm)	34	30
	a_p(mm)	3	3
切削液		少量20^#机油	干切削
试验机床型号		XH786	通用立铣^**
切削时间(min)		30.77	20.83
磨损量VB(mm)		0.15	0.1
磨损量VB=0.6mm 时优选刀具寿命期望值		t_c=67min	t_c=57min
注：第一铣削循环(1min)时切削用量为n=950r/min、v_f=315mm/min、a_p=5mm。因XH786 的主轴系统刚度不足，故从第二铣削循环起切削用量降至表中数值。 *改用通用立式铣床后，工艺系统刚度有较大改善。

表2 两种面铣刀卷屑、分屑试验条件与结果
试验刀具		面铣刀A	面铣刀B
切削用量	n(r/min)	760^*	760
	v(m/min)	119	119
	f_Z(mm/Z)	0.089	0.071
	v_f(mm/min)	270	270
	B(mm)	30	30
	a_p(mm)	5	5
切削液		干切削	干切削
试验机床型号		X5030A^*	X5030A
切削长度(mm)		12	27
切屑形状		C 形屑^**	紧螺旋形屑和紧 C 形屑^***
注： X5030A 立式铣床功率为4.5kW。刀具磨损量VB=0.1mm。 **刀具磨损量VB=0.8mm。

表3 两种面铣刀铣削时对工艺系统的动态影响
试验刀具	面铣刀A	面铣刀B
振动及表面粗糙度	切削时振动、噪音较小，加工表面较光整	切削时振动、噪音大，加工表面挤压严重，振纹清晰
切屑收缩系数	x=1.88	x=1.60
切屑表层颜色	微黄色	黄褐色