程耀楠++韩禹++卢真真++刘利++刘亦智

摘要：针对在重型切削过程中，切削力和切削温度远高于普通切削，刀具失效严重制约加工效率和加工质量的问题，以重型切削的典型零件水室封头为研究对象，依据叠加原理，采用有限元方法，进行层切铣刀的优化设计及分析.首先进行切削实验，分析层切铣刀和面铣刀的切削性能：其次结合重型切削特点，从层切铣刀阶梯、刀具几何角度和不等齿距等方面，设计适合于加工水室封头的层切铣刀；然后通过有限元仿真优化主偏角和分析不等齿距对刀具固有频率的影响；最后对优化的层切铣刀进行铣削性能仿真验证.通过以上研究过程，为重型切削刀具设计及仿真分析提供参考和理论支撑.

关键词：层切铣刀；重型切削；不等齿距；有限元分析

DOI： 10.15938/j.jhust.2015.03.001

中图分类号：TG501

文献标志码：A

文章编号：1007-2683 （2015）03-0001-07

0 引 言

在我国重点工程建设中，随着工业装备向大型、大容量、高参数、高效率的方向发展，各行业对重型、大型技术装备及其设备制造的要求也越来越高，因此重型、大型装备零件，如重型机床的导轨、飞机起落架、核电行业中应用的筒节和水室封头等的机械加工显得尤为重要，在某些零件加工中（如机重型机床导轨、水室封头等），多以平面铣削为主，大约占工作量的60%以上，普通刀具无法满足高效加工的要求，需要开发新型高效率的重型铣削刀具来满足要求.重型机械加工刀具技术的发展仍然落后于发达国家，因此有必要对重型加工铣削刀具进行优化设计及分析.