在被動減振的銑刀上柔韌性是如何變化的，它對刀具的使用壽命產(chǎn)生了何種影響。此外，先前在車削過程中也對車刀的柔韌性做了變化試驗，現(xiàn)在把這種試驗結(jié)果與銑削過程的試驗結(jié)果加以比較，并介紹下一步實驗所得出的結(jié)論。
　　在銑加工時，刀具承受著因工藝方法而造成的交變負(fù)荷。這種負(fù)荷有機(jī)械性質(zhì)的，也有熱性質(zhì)的。在機(jī)械負(fù)荷方面，特別值得一提的是刀片的入口沖擊。在刀刃進(jìn)入材料的瞬間，切削力會發(fā)生明顯的提升。
　　例如，在進(jìn)給同向進(jìn)行銑削時，刀具的刃部在每次進(jìn)入到材料時，都會經(jīng)歷一次刀具的入口沖擊。這種效應(yīng)由于脆硬的氧化層而得到了明顯的加強(qiáng)，在鑄造工件或類似工件上常會發(fā)生這種情況。
　　潤滑劑加強(qiáng)交變負(fù)荷
　　一方面，刀具傳導(dǎo)的過程熱會增加刀具的熱負(fù)荷;另一方面，刀刃切割空氣引起的溫度變化也會增加刀具的熱負(fù)荷。由于使用了潤滑劑，熱交變負(fù)荷還會進(jìn)一步加劇。
　　生產(chǎn)技術(shù)研究所承辦了由德國研究協(xié)會資助的“通過刀具入口沖擊時的柔韌性變化，提高切削加工時刀具的使用壽命”的項目。該項目探討了機(jī)械過載負(fù)荷，并通過試驗證明通過在貼近作用點的位置上改變?nèi)犴g性能夠盡可能的減少這種機(jī)械過載負(fù)荷。啟動這個研究項目的原因是基于以前多項工作中取得的結(jié)果。這些結(jié)果能夠證明：機(jī)床驅(qū)動裝置的剛性對刀具的使用壽命是有一定的影響。
　　例如，使用高剛性電機(jī)主軸的機(jī)床比使用剛性不太強(qiáng)的驅(qū)動裝置的機(jī)床刀具磨損得更快。但由于目前大量使用的電機(jī)主軸本身具有很多優(yōu)點，因而有一種選擇的可能性，這種選擇成本低廉而且對柔韌性，以及使用壽命的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，而且不必改變驅(qū)動方案。傳統(tǒng)的車刀在轉(zhuǎn)動沖切刀片下面墊有經(jīng)過研磨的硬質(zhì)金屬墊板，以保證刀片位置牢固。在墊板其他參數(shù)不變的情況下，我們對這種墊板的材料做了修改。
　　類似在這個項目的前期階段在車床上所做的試驗。首先，研制了一種銑頭刀架，它允許把柔韌性不同的材料放到刀具上。為了使試驗結(jié)果與先前的車削試驗取得的結(jié)果具有盡可能高的可比性，將銑頭刀架設(shè)計成了可以安放與前期試驗中相同的轉(zhuǎn)動沖切刀片。圖2中顯示了裝有墊板的銑頭刀架，墊板裝在轉(zhuǎn)動沖切刀片和刀體之間。
　　在選擇所用墊板的材料時，參考了前期的試驗結(jié)果，當(dāng)時發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不高和彈性模數(shù)不大的材料并不適合。試驗用的材料樹脂浸潤紙（彈性模數(shù)7GPa）、酰基玻璃（4GPa）、鎂（40GPa）和鋁（70GPa）表明：強(qiáng)度不足，彈性模數(shù)太小，會導(dǎo)致彈性變形過大，部分塑性變形過大，它們抵消了切削刀片的預(yù)應(yīng)力，因而不能夠繼續(xù)使用。
　　由于這種原因，墊板材料只能選用強(qiáng)度和彈性模數(shù)較高的材料。具體來講，就是鑄鐵材料EN-GJS-250（彈性模數(shù)110GPa）、EN-GJS-600（170GPa），以及鋼材S 235 JR（210GPa）。采用墊板的彈性模數(shù)作為標(biāo)志性的標(biāo)準(zhǔn)是因為在尺寸不變的情況下，彈性模數(shù)是墊板柔韌性的惟一變量。
　　可轉(zhuǎn)位刀片斷裂成為使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)
　　對工件材料提出了兩個要求，一是它們在經(jīng)濟(jì)快速的運行過程中會使刀具磨損，二是要在日常的切削工作中能夠得到應(yīng)用。zui后選用的是一種鋁合金（AlSi10Mg），它是一種帶有多層石墨的鑄鐵（EN-GJS 260 Gr），以及一種結(jié)構(gòu)鋼（S 235 JR）。使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)是：在測量到切削力升高時檢測到的可轉(zhuǎn)位刀片的斷裂。使用壽命的定義是可轉(zhuǎn)位刀片斷裂前能夠承受的刀刃入口的沖擊。
　　部分超過建議zui大值
　　選擇的切削試驗過程參數(shù)按照相應(yīng)的切削材料和所使用的可轉(zhuǎn)位刀片進(jìn)行了調(diào)整，使刀刃在一個適當(dāng)?shù)臅r間段內(nèi)發(fā)生斷裂。這意味著在具體情況下，參數(shù)的調(diào)整必須高于制造廠家建議的zui大值。
　　S 235 JR、EN-GJS 260 Gr和AlSi10Mg三種材料當(dāng)中的每一種都同三種不同的墊板進(jìn)行了組合。在9種可能的組合中，每個系列做十次試驗，一直運行到刀片斷裂。此外，在對結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行加工時，用刀具制造廠家Tübinger Walter AG公司的原裝墊板同樣進(jìn)行了試驗。
　　用鋁合金所做的切削試驗沒有取得可以利用的結(jié)果。即使在500m/min和3675m/min之間的切削速度進(jìn)行變化，也沒有導(dǎo)致在適當(dāng)?shù)目梢灶A(yù)見的時間段之內(nèi)刀刃的斷裂。所以僅列出了加工鋼和鑄鐵材料的結(jié)果。
　　加工S 235 JR材料在刀刃斷裂前所達(dá)到的荷載循環(huán)見列于對相應(yīng)材料彈性模數(shù)的各種墊板上。從中可以清楚地看出，墊板的變化可以對刀具的使用壽命產(chǎn)生影響。與硬金屬原裝墊板相比，使用鋼墊板可以將平均使用壽命提高176%。
　　相反，使用灰口球墨鑄鐵制成的墊板的平均使用壽命減少了約30%，而使用多層石墨鑄鐵制成的墊板則使使用壽命提高了42%。
　　以EN-GJS 260 Gr為材料所做的試驗則是另一種情況。與鋼制墊板相比，無論是球墨鑄鐵制成的墊板（提高330%），還是多層石墨鑄鐵制成的墊板（提高37%），都在使用壽命方面具有明顯的優(yōu)勢。
　　加工鑄鐵材料在刀具使用壽命上出現(xiàn)的個別的差別，其部分原因歸咎于結(jié)果數(shù)值的波動，因而需要繼續(xù)加以核準(zhǔn)。這些結(jié)果和前期所做的車削試驗取得的結(jié)果很難形成對比，因為有一部分出現(xiàn)相互矛盾的現(xiàn)象。
　　所有加工都需要墊板
　　不過似乎這還回答不了對普遍適用的*的柔韌性的問題。倒是應(yīng)當(dāng)提出這樣的問題，哪種柔韌性對于什么樣的條件才是*的。例如，有各種的加工過程（銑、車），以及各種的工件材料很難做相互比較，需要根據(jù)結(jié)果做出判斷，不同的柔韌性或墊板是根據(jù)相應(yīng)的加工情況進(jìn)行調(diào)整的。
　　使用壽命試驗的結(jié)果波動幅度很大，而且也沒有普遍適用的*柔韌性，這種趨勢要求在減少干擾因素的同時繼續(xù)對柔韌性的影響進(jìn)行試驗。同時，還提出了這樣的一個問題，在墊板基礎(chǔ)上對柔韌性做簡單的變化，所取得的結(jié)果是否會消失在波動范圍內(nèi)。
　　WBK研究所后來的跟蹤研究也表明，取得較為可靠的結(jié)果的一種可能性在于，設(shè)計一種主動銑頭，這種銑頭的柔韌性可以無級調(diào)整，而且能夠繼續(xù)加強(qiáng)我們所希望的效果。例如，可以設(shè)想一種液壓機(jī)械式的刀具系統(tǒng)，該系統(tǒng)在可轉(zhuǎn)位刀片后面裝有一個壓力可變的油箱，油箱可以改變?nèi)犴g性和減振。