高速铣削残留高度对加工表面粗糙度的影响

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1、高速铣削残留高度对加工表面粗糙度的影响第11卷第5期2009年9月天津职业院校联合JournalofTianjinVocationalInstitutesNo.5Vo1.11Sep.2009高速铣削残留高度对加工表面粗糙度的影响赵云霞,翟春来(天津机电职业技术学院,天津市300131;天津市一汽夏利股份有限公司内燃机制造分厂,天津市300073)摘要:针对球头铣刀高速铣削表面残留高度的数学模型,提出了控制表面粗糙度的主要途径,并通过实验研究获得了行间距,进给速度,切削速度对高速铣削铝合金表面粗糙度的影响规律,对优化切削参数,改善零件表面质量具有重要意义.关键词:高速铣削;残留高度;表

2、面粗糙度;表面质量中图分类号:THI17.1文献标识码:A文章编号:1673—582X(2009)05—0003—04'一,高速铣削加工表面残留高度对表面粗糙度的影响I.影响表面粗糙度的主要因素影响已加工表面粗糙度的因素可以分成两种:几何因素和非几何因素.几何因素就是将切削刃看作几何线段并相对于工件运动,形成已加工表面的粗糙度.影响粗糙度的几何因素主要包括:刀具半径R,刀具每转进给量,,行间距s等.影响粗糙度的非几何因素包括:积屑瘤,鳞刺,振动,切削刃的刃磨质量,工件材料组织的缺陷,切削液的使用情况等.在高速铣削精加工时,积屑瘤和鳞刺减少甚至消失,表面粗糙度降低;切削过程中产生的切削

3、热有90%被切屑带走,大大减小了由于切削热传人工件,使工件产生热变形;当采用小切深分层加工的方法时,工件和刀具变形也不大.由此可见,几何因素是影响已加工表面粗糙度的主要因素.2.控制表面粗糙度的主要途径在几何因素中,铣削残留高度决定了铣削表面粗糙度的大小.残留高度是指刀痕在行间构成的被称为切残量的表面不平度H,又称为残留高度.在高速铣削时,一般通过控制铣削残留高度的大小来控制表面粗糙度,从而控制零件表面加工质量.图I为球头铣刀采用行切法铣削表面轮廓时行距与残留高度D的关系由图1可以看出.在AOfc中,(R—H).=R一()经整理得到球头铣刀铣削时残留高度H的计算公式:厂————_..

4、HR—R一(号)(1)其中:R一球头铣刀半径S一行间距图1行距与残留高度的关系日本学者高奇昭,在分析球头刀铣削残留高度时,在式(1)的基础上综合了每齿进给量的影响,其残留高度的计算收稿日期:2009—05—20作者简介:赵云霞(1956一),女,天津市人,天津机电职业技术学院副教授,高级工程师,主要从事数控加工技术与研究;翟春来(1968一),男,天津市人,天津市一汽夏利股份有限公司内燃机制造分厂设备工程师,主要从事机械制造技术研究和设备管理工作.?3公式为:厂———————7一HR一^,/R.一(号).一等)(2)其中:R——球头铣刀半径S——行间距——每齿进给量由此可见,在用行切

5、法铣削表面轮廓时,单一地减小行间距s,每齿进给量或增加铣刀半径R都会使表面粗糙度减小.但行间距s,每齿进给量的减小会降低加工效率,因此铣削加工时要根据零件的加工精度,选择合适的铣刀半径R,确定合理行间距s和每齿进给量-厂:.二,高速铣削加工表面粗糙度的实验研究由公式(1),(2)中可以看出,球头铣刀半径R,每齿进给量.,行间距S是影响表面粗糙度的直接因素,铣刀转速,z,铣刀齿数可以通过每齿进给量间接影响表面粗糙度.本实验使用的仪器,设备和选取的加工参数如下:机床:DIGIT一165高速数控铣床;刀具:∞12的硬质合金涂层球头铣刀;材料:铝合金LY12;测量表面粗糙度的仪器:TR1O0

6、表面粗糙度测量仪;加工参数:干铣削加工,在未说明的情况下,选取如下加工参数:=34000rpm,VI6800ram~rain,R=6ram,et:0.1mm,S=0.07ram,月=2对影响表面粗糙度的因素采取单因素实验.1.行间距对表面粗糙度Ra的影响在相同的加工参数条件下,行间距越小,过渡表面再次被去除的体积就越大,相应的残留高度就越小,表面粗糙度就越小.但过小的行间距会使加工效率有所降低,因此行间距也不是越小越好.图2是在上述相同的加工参数条件下,采用5种不同的行间距测得的3组已加工表盲一一一,32.5厶1.51O.5O0.32.5厶1.5l0.5OL_.0.032.5—2

7、一目:一1.5呻1O.5O.2.5一大;但在相同条件下,进给方向的表面粗糙度值要小于走刀方向,这在规划走刀路径时应予以考虑.2.每齿进给量对Ra的影响高速铣削通常采用高切削速度小进给量进行加工,每齿进给量减小,会使进给方向上??10.050.0O.O9O.11S(mil1)(b)走刀方向行间距S对Ra的影响图2行间距S对表面粗糙度Ra的影响0.5——————————————————————————————————————————————0.060.080