w——角速度(r/s)
m——不平衡量(g)
N——转速(rpm)
r——不平衡半径(mm)
U——残余不平衡量(g×mm)
残余不平衡量U=m×r
* 减振棱
别的，在高速力铣刀的后刀面上与切削刃相交的区域增加了一条细小的棱带，目的是降低切削力，更好的减少振动。
3) 疲劳分析
a. 高速加工中应力分布
在高速切削过程中，刀刃频繁的切入，切出，使刀具刃口每秒几百次经受工件的锤击。如图10所示：
图10 应力分布分析
刀具的设计需要充分注意优化刀具的几何参数，适应如此高频率的应力变化。
高速铣削对刀具提出了更高的要求，高速力铣刀不仅要有很强的抗冲击性更重要的还要有很好的耐高温性。
b. 高速加工中温度分布
高速切削与普通切削不同，普通切削抗冲击性是机械疲劳破损，高速切削在加工过程中，在切削刃周围产生高温，使刀具切削刃局部变软，强度硬度等力学性能下降，这对刀具的磨损以及切屑—刀具之间的摩擦都很大的影响，而且热量较普通切削更集中于刃口，造成刃口处很高的应力和温度梯度，使高速铣削时刀具易产生崩刃等脆性破损。
通过对高速加工切削过程的有限元分析，可以模拟出整个切屑的形成的过程，从而分析出在切削加工过程中温度场的动态分布。作为刀具的疲劳磨损是热疲劳磨损和机械应力磨损的综合，通过刀具参数与两种磨损的关系将有效优化设计。
图11 切削温度分布图
4) 铝合金高速切削的特点及对刀具的要求
在铝加工过程中，由于铝合金塑性变形大，切削速度越高，切屑流动速度大于切削变形速度，即切屑来不及变形就从后刀面流出，如图12所示：
F→刀具
OA为低速时切屑剪切面，OB为高速切削时切屑剪切面，在高速加工时，剪切角将变大，变形系数变小，变形系数接近于1，所以切削变形产生的热量很少，但对前刀面的压力增大，大部分热量来自切屑与刀刃的摩擦，有效降低摩擦热的生成是高速铣刀设计的特点之一。
图12 低速加工和高速加工的切屑变形
5) 对刀具设计的要求
对刀具设计的要求主要是寻求降低摩擦热的方法：
a. 采用涂层介质或前刀面抛光工艺
提高表面光洁度，减少加工时的摩擦阻力
b. 增大前角
切削轻快，降低加工时的切削力
c. GASH角和小槽的设计
Gash 角和小槽主要是容屑和排屑的作用。在高速加工过程中，切屑顺利排除对刀具非常重要，但小槽和GASH角过大，将降低刀具刃部强度，通过对刀具有限元分析，设定安全值，可以有效设计。
4 总结
1) 本文在对刀具失效形式分析的基础上提出高速立铣刀的设计关系式：
D={FA→FS→FM}
2) 本文运用有限元分析法对设计关系式的三个重要因素FA、FS、FM一一进行了细致的分析，确定了高速立铣刀良好结构特点的标准。
3) 本文在分析的基础上对高速铣刀的结构进行优化设计，并运用获得的理论来指导加工工艺的制定。
