高速銑削鋁合金時切削力和表面質量影響因素的試驗研究(編輯修改稿)
2024-09-05 16:42 本頁面
【文章內容簡介】 示刀具受拉力作用 ( 切削試驗 中 ,當 ap = 16mm 時 , 加 工 至 拐 角 處 時 16mm 立 銑 刀曾被折斷) 。當主軸轉速較高時 ,刀具的夾緊力因圖 4 加工試件直邊與拐角處時 Fz 的對比3 . 2a p 對加工表面粗糙度的影響切削試驗中分別采用了順銑和逆銑兩種銑削方式 。由于逆銑時切屑厚度是由薄變厚 ,當?shù)度袆偨?觸試件時 ,后刀面與試件之間摩擦較大 ,容易引起振 動 。切削試件拐角處時 ,因切入角 Ψi 和銑削長度的增加 (見圖 5) ,逆銑的摩擦效應也會引起切削振動 , 并在拐角處產生振紋 。而順銑時則正好相反 ,雖然 順銑時切削力稍大于逆銑 ,但順銑時切屑厚度是由 厚變薄 ,刀具后刀面與試件之間摩擦效應較小 ,在拐 角處不易引起切削振動 。但由于順銑對工件和刀具的沖擊力均較大 ,因此加工時應盡可能減小刀具懸 伸長度和增加工件剛性 。銑削 方式ap(mm)f = 0105mmf = 0110mmf = 0110mmFxy( 直邊)Fxy( 拐角)Fxy( 直邊)Fxy( 拐角)Fz( 直邊)Fz( 拐角)逆銑6100200105170 35 50順銑6120210130220 40 50順銑4100155120220 30 55順銑2120190140200 25 38順銑18011095125 15 25順銑0155510065105153018工 具 技 術圖 5 銑削時的切入角 Ψi 和切出角 Ψo試件加工表面粗糙度與 ap 的關系如圖 6 所示 。 測量結果表明 , 試件拐角處的表面粗糙度 Ra 值略 高于試件直邊處的 Ra 值 , 逆銑時在試件拐角處出 現(xiàn)了斜向振紋 。 但當 ap = 015mm 時 , 試件拐角處的Ra 值反而小于直邊處的 Ra 值 ,這是由于切削厚度變化引起的銑削力波動會對加工表面粗糙度產生一 定影響 ,當軸向切深較小時 ,隨著銑削力的減小 ,銑 削力波動對加工表面粗糙度的影響也隨之減小 ,因( ap = 6mm , ae = 0133mm , f = 011mm/ z ,順銑)圖 7 振紋處的表面粗糙度測量曲線根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和分析結果可知 : 使用圓柱銑刀對鋁合金材料進行高速銑削時 ,應選用較大的徑向 切深量 ( 約為刀具直徑的 40 %～ 80 %) 和 較 小 的 軸 向切深量 ( 小于刀具直徑的 30 %) 。由于徑向加工余量較大 ,可在一定程度上增加工件剛性 ,加上徑向 銑削力和加工表面粗糙度值均較小 ,因此加大徑向 切深既能滿足加工工藝要求 ,又可通過調整工藝參 數(shù)最大限度地減小加工變形 。此 ,隨著軸向切深的減小 ,表面粗糙度趨勢 。Ra 值呈下降4 結論(1) 高速銑削鋁合金材料時 ,在金屬去除率恒定 的情況下 ,選用較小的軸向切深和較大的徑向切深 比選用較大軸向切深和較小徑向切深更為有利 。(2) 高速銑削鋁合金材料時 ,選用較小的軸向切 深不僅可大幅度降低切削力 ,而且可獲得更好的表面加工質量 。(3) 從減小切削變形的角度選擇切削用量時 ,選 用較大的徑向切深不僅可降低切削力 ,而且可增加 工件剛性 。(4) 由切削試驗數(shù)據(jù)可知 ,在滿足加工要求和機 床 、刀具條件允許的前提下 ,還可進一步增大進給量 和切削面積 ,以達到提高加工效率的目的 。(a) 每齒進給量 ap = 0105mm參考文獻Y Altintas et al . Generalized modeling of mechanics and dy2 namics of milling cutters. Annals of the
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