立铣刀高速铣削方式加工可显著提高淬硬钢模具的加工效率,但同时也存在切削温度高、刀具磨损快的问题。对刀具与工件的切削接触区域进行充分冷却及润滑是解决此问题的有效方法。对气体风冷高速切削展开刀具磨损研究,涉及两种气体冷却方法—压缩气体冷却法以及涡流管冷却法。实验结果表明,涡流管冷却法相比压缩气体冷却法可降低切削区域温度,有效减轻切屑粘结及粘结磨损现象,最终有效降低立铣刀刀刃的剥落宽度以及刀具磨损程度。

牙科手术朝着机器人精准医疗方向发展,有必要展开牙科高速切削研究。选择牙釉质切割和陶瓷切割这两种常见方式展开高速切削研究。所采用的长石基牙科陶瓷的力学性能与牙釉质的力学性能相近。建立了两种材料的切削基本力学性能换算关系,并进一步研究长石基牙科陶瓷高速切削的切削特征以及切削效率。实验结果表明,牙科陶瓷的切削力比牙釉质稳定,其切削力和扭矩随着进给速度的增大而增大,转速和比磨削能随着进给速度的增大而减小,切削速度随扭矩增大而近似线性下降。三层切槽比单层切槽和双层切槽具有更高的切削效率。所获得结果对口腔牙釉质切割和陶瓷切割手术具有一定的科学指导意义。

高速铣削加工过程中走刀方式对刀具寿命和零件加工质量有较大影响,对于精密模具用淬硬钢的高速切削方式进行刀具磨损研究具有现实意义。研究摆线走刀方式在不同循环圆半径和轨迹间距下对高速硬铣削淬硬钢时的刀具磨损影响并与行切方式进行对比。设计双因素试验并进行实际加工,建立后刀面磨损量与切削长度及材料去除量的关系曲线;并通过方差及贡献率分析,获得走刀方式和轨迹间距对切削长度、材料去除量和材料去除率的影响程度。结果表明,相同条件下摆线加工的刀具磨损程度低于行切加工,适当增大循环圆半径、减小轨迹间距可控制摆线加工的刀具磨损、增大切削长度和材料去除量。

高速铣削技术被广泛应用于制造淬硬钢精密模具,将轴向切深进一步增大可带来效率的显著提高,但由于淬硬钢高硬度、高耐磨性的特点,也会引起刀具磨损加快等问题。以淬硬钢型腔模具为切削对象,设计型腔光滑连续切削环切路径,考虑两种较大轴向切深,开展深切高速铣削的刀具磨损研究。结果表明进一步增大轴向切深会引起刀具磨损加快,刀具寿命降低,而氧化磨损、粘结磨损等微观分析还表明进一步增大轴向切深后刀具载荷更大、刀具温度更高。