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1、基于正交试验的PCBN刀具断续切削力研究2011年第45卷No9基于正交试验的PCBN刀具断续切削力研究31李玉标,张弘锼,刘晓辉,杨瑞锋三一重型装备有限公司;大连理工大学摘要:选用DBW85,DBCS0两种牌号的PCBN复合片刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁(ADI),基于正交试验测定了相同几何参数下的切削力,研究切削参数对不同PCBN刀具切削力的影响规律.分析结果表明:使用DBW85断续切削ADI时,宜选择较小的切削深度,切削速度和进给量可适当偏高;使用DBCS0断续切削ADI时,切削用量宜选择较小值.关键词:PCBN刀具
2、;ADI;断续切削力;正交试验;极差分析中图分类号:TG71文献标志码:AResearchO11InterruptedCuttingForceusingPIToolsBaseonOrthogonalExperimentLiYubiao,ZhangHongtao,LiuXiaohui,YangRunfengAbstract:TwokindsofthePCBNcuttingtools(DBW85,DBC50)wereusedinthetestofinterrupteddry-cuttingADI.Theinterruptedcut
3、tingforcewasdeterminedbaseonorthogonalexperimentandtheeffectsofcuttingparametersontheinterruptedcut—tingforcewerestudied.TheresultsshowthatwhenusingDBW85toolsintermittentcuttingADI,thedepthofcutshouldbelowerfirstly,thenthecuttingspeedandfeedrateshouldbehigherproperl
4、yforhigherprocessingefficiency.WhileusingDBCS0toolsintermittentcuttingADI,thecuttingpaxametersshouldbelowerforreducingthecuttingforce.Keywords:PCBNtools;ADI;interruptedcuttingforce;oithogonalexperiment;rangeanalysis1引言等温淬火球墨铸铁(AustemperedDuctileIron,以下简称ADI)具备许多优良可靠
5、的机械性能,如动载性能高,耐磨性好等.自20世纪80年代开始,ADI的应用获得很大进展,产量以每年超过15%的速度增长E2,3l.目前,使用硬质合金刀具加工ADI时,刀具磨损严重,使用寿命较短,在较低的切削速度下易产生积屑瘤;国内外学者尝试采用陶瓷刀具连续加工ADI,在刀具磨损形貌及磨损机理等方面的研究成果较多[2,5],但是陶瓷刀具脆性大,断续切削时容易损坏.聚晶立方氮化硼(PCBN)的抗断裂韧性优于陶瓷材料(立方氮化硼的冲击韧性为25—60kJ/m2,陶瓷的冲击韧性为5一l2kJ/m2),而且PCBN刀具在硬态连续切削领域
6、的使用技术已经比较成熟,但是在断续切削方面的研究鲜见报道.另外PCBN复合片品种繁多,以CBN含量划分,大体可分为高含量(>80%)和低含量(<60%)两类;以粘结剂成分划分,可分为金属粘结剂(如Ni,,Ti等)和陶瓷粘结剂(如03,TiN,TiC等)两类.有研究表明,不同成分收稿日期:2011年4月的PCBN复合片在物理性能和使用性能上存在很大差异[4,6,73.针对以上情况,选择两种PCBN复合片刀具断续切削ADI,基于切削力正交试验,研究切削用量对断续切削力的影响规律,旨在为ADI的高效加工和PCBN新型刀具
7、材料在我国的推广提供参考.2试验(1)刀具材料选用英国Elementsix公司生产的DBW85和DBC50复合片作为刀具材料,刀具成分和物理性能对比如表1所示.刀片选择CNMA120404,刀杆用复合压紧式,型号为MCLNR2020—12;刀尖圆弧半径yE=0.4mm;负倒棱前角),0l=一20o;负倒棱宽度b71=0.2mm.表1DBW85和DBC50成分和物理性能对比[7】刀具刀具成分物理性能牌号CBN含量粘结剂DBW8585%Co,Al,W高断裂韧性,高热导率DBC5O5O%TiC低断裂韧性,低热导率(2)工件材料试验工
8、件材料为等温淬火球墨铸铁,其化学成分如表2所示.32CSiMnlP}SlMgl其他3.7—3.851.3—1.40.3—0.4l<0.07l<o.05l0.o4—0.lo.015—0.04工件选用声76×400IIll/1棒料,并在外圆表面用线切割开槽(2×6mm
