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42机电技术机电技术2024年2月

立铣刀高速铣削铝合金的减振研究立铣刀高速铣削铝合金的减振研究

林海勇

（厦门金鹭特种合金有限公司，福建厦门361100）

摘要文章通过在两刃立铣刀圆角部位添加减振刃带，以及在底刃添加修光刃，验证其对高速铣削铝合金的减振

影响。通过仿真试验，得出减振刃带角度在1.5°时有最小的切削力；通过高速铣削铝合金试验，采集工件表面粗糙度和切

削力，在圆角部位添加减振带可以有效避免振刀，修光刃会增加工件表面圈纹；在高速加工工况下，减振刃带和修光刃不

会提升切削合力，较小的切削合力使表面粗糙度降低。

关键词高速加工；减振刃带；修光刃；表面粗糙度；切削力

中图分类号：TG506文献标识码：A文章编号：1672-4801（2024）01-042-05

DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2024.01.011

超高强铝合金具有比钢更高的比强度，以及高速加工的振刀现象，以两刃圆角立铣刀为研究

更优异的加工性能，广泛应用于航空航天领域的对象，在底刃添加修光刃和圆角部位添加减振刃

民用客机、军机和运载火箭等，在飞机结构件中占带，利用仿真分析获得最佳减振刃带角度，然后通

[1]

比为40%～70%。航空铝合金向着高强、高韧性过高速铣削铝合金试验，采集切削力和工件表面

和耐腐蚀方向发展，一般作为结构材料使用，主要粗糙度，研究减振刃带和修光刃对高速加工工况

牌号有2000系和7000系铝合金。下的振刀影响。

随着铝合金高速铣削技术的发展，提升了铝

1试验刀具

合金的铣削加工效率和加工质量，尤其是在航空

铝合金铣刀在高速铣削的工况下，容易发生

航天整体结构件的加工中，高速切削加工技术的

振刀现象，特别是在刀具悬伸量较大时，在半精铣

优势尤为明显。一是单位时间内材料去除率增

[2]航空梁内外侧壁表面，或者在腹板工件满槽铣削

加，切削加工的时间减少，降低了加工成本；二是

时会产生振纹，这是由于铣刀发生剧烈振动而导

在精加工方面，随着切削速度的提高，切削力降

低，有利于对薄壁零件的切削加工，降低加工表面致的，严重时会导致断刀现象。本文选择两个影

[3]响刀具振刀的因素作为研究对象，分别是刀具减

粗糙度。

高速铣削技术在实际应用时，也存在振刀问振刃带和底部修光刃。

题，特别在复杂工况下。刀具振刀的主要原因有31）刀具减振刃带。多数刀具厂家在设计铣刀

个方面：1）当刀具悬伸量较大时，刀具发生挠曲变圆周刃口时，会添加一个小的后刀面刃带，利用减

形，刀具刚性下降引起振刀，解决办法就是缩短刀振刃带可以有效避免刀具振刀。市场上多数刀具

具悬伸，但是航空零件形状复杂，大悬伸加工无法都只在立铣刀圆周刃口设计减振刃带，但是很多

避免；2）当刀具的振动频率和刀具的切削频率相切削工况为面铣削，这种工况下，在周刃上设置减

近时，会发生共振现象，可以通过改变切削参数避振刃带无法起到减振的作用。

[4-5]2）底刃的修光刃也会影响刀具振刀。修光刃

开共振区间；3）切削力过大，挠曲变形量也会增

大，而对于共振