高速切削技术具有高效率、高精度和高表面质量等无可比拟的优越性,广泛地应用于汽车、航空航天、模具等制造领域,取得了显著的技术经济效益。高速切削刀具及其相关技术直接决定了高速切削的效益、质量和安全,是推广和应用高速切削技术的基础。高速面铣刀是目前应用比较广泛的高效金属切削加工刀具,在高速、断续切削的条件下,离心力和动态切削力所产生的冲击和振动是影响刀具使用寿命、加工质量、生产效率和机床高速切削效能发挥的重要因素,有必要对高速面铣刀的动态特性及其减振机理进行深入探讨,以改善切削质量,提高加工效率。本文以已有的高速铣削机理、高速铣刀安全性要求和高速刀具技术研究成果为基础,采用系统动态设计技术对高速面铣刀进行研究,主要研究内容为:1.针对高速面铣刀切削加工过程特点,建立高速面铣刀动态切削模型和高速面铣刀动力学微分方程,为高速面铣刀动态特性的研究奠定了基础;2.通过对高速面铣刀切削加工时所受动态载荷的研究,进行了高速面铣刀在离心力和动态切削力作用下振动模型预报;3.以减小高速面铣刀离心力和动态切削力作用下刀具振动幅值为目标,以高速面铣刀的切削特点、加工特征和高速面铣刀的安全性要求为基础,进行切削铝合金的高速面铣刀产品开发设计;4.通过有限元分析技术,对所开发的高速面铣刀进行减振性能预报。进行高速面铣刀在离心力作用下的变形分析,使刀具结构合理。5.对高速面铣刀进行动平衡试验和切削性能试验,对高速面铣刀的动态切削性能进行评价。研究结果表明,控制刀具的不平衡量,提高刀具的动平衡品质等级,进行刀具齿距的合理设计,能显著减小高速面铣刀离心力和动态切削力作用下振动幅值,可使高速面铣刀具有良好的动态切削性能,该方法具有很好的实用性。