高速加工与高速切削技术,作为一种先进的制造工艺方法,已成为现代数控加工技术的重要发展方向,已经航空航天、汽车、模具制造业以及难加工材料加工与超精密微细加工领域得到具体应用,由于缺乏对高速加工机理的深入研究和相应的工艺基础支持,高速铣削在实际生产中存在许多问题。如加工带有深槽或窄缝的淬硬钢模具,刀具容易发生崩刃和断刀现象;加工薄壁件过程中刀具容易发生回弹、颤振现象,导致加工质量恶化、工件变形和刀具损坏。 本文针对小直径(φ2mm)铣刀高速铣削淬硬钢切入过程中刀具的受力、动力学和切削过程进行了仿真和有限元分析;对于减少切入过程刀具破损和刀具振动,合理选择刀具和优化切削参数,降低生产成本,具有理论价值和实际意义。主要研究内容包括: 1) 对高速铣削淬硬钢的动力学仿真,获取铣刀切入工件时刀具和工件之间的接触力以及铣刀在冲击力作用下的弹性变形特征。结果表明,切入过程中相互碰撞的物体会发生弹塑性变形,由于碰撞发生在极短的时间内,铣刀产生很大的加速度,作用于刀具的冲击力使刀具瞬间产生的应力、应变很大。而且动载荷产生的应力往往是静载荷的数倍,这是刀具切入工件容易引起崩刃或断刀的本质原因。 2) 通过对小直径铣刀刀刃受冲击载荷作用的有限元分析。结果表明,刀具的冲击载荷越大、冲击载荷作用时间越短,铣刀内部应力、