30Cr3SiNiMoVA超高强度钢铣削工艺参数优化研究

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1、制造技术研究航天制造技术30Cr3SiNiMoVA超高强度钢铣削工艺参数优化研究12黄文斌康美玲（1.上海航天精密机械研究所，上海201600；2.上海航天技术研究院，上海201108）摘要：针对30Cr3SiNiMoVA超高强度钢的难加工性，采用正交试验，探索不同切削参数对该材料铣削加工性的影响规律。以铣削力和表面粗糙度为目标进行工艺参数优化，采用多元回归方法，获得铣削力和表面粗糙度的经验公式；最后综合工艺参数对铣削力和表面粗糙度的影响，通过多目标优化的方法进行工艺参数优化，对30Cr3SiNiMoVA超高强度钢高速铣削加工切削

2、参数的选择具有一定的指导意义。关键词：超高强度钢；铣削；参数优化ResearchonProcessingParameterOptimizationofMillingUltra-highStrengthSteel30Cr3SiNiMoVA12HuangWenbinKangMeiling(1.ShanghaiSpaceflightPrecisionMachineryInstitute,Shanghai201600;2.ShanghaiAcademyofSpaceflightTechnology,Shanghai201108)Abstr

3、act：Multivariateorthogonalexperimentofultra-highstrengthsteel30Cr3SiNiMoVAweredesignedtoinvestigatetheeffectsofcuttingparametersonthemachinability.Aimedatthemillingforceandthesurfaceroughness,themillingparameterswereoptimized.Bothcuttingforceandsurfaceroughnessformula

4、swereobtainedbythenonlinearregressionmethod.Andthen,millingparameterswereoptimizedbyintegratingtheexperimentresultsofmillingforcesandsurfaceroughness.Thisresulthascertainguidingsignificancetochoosemillingparametersformachiningultra-high30Cr3SiNiMoVA.Keywords：ultra-hig

5、hstrengthsteel；milling；parameteroptimization1引言时，材料塑性加工变形大，机械和热冲击严重，切削抗力大，切削温度高，断屑困难，刀具磨损严重、耐[2]30Cr3SiNiMoVA（简称30Cr3）是一种马氏体低用度低，是典型的高强度高硬度类难加工材料。合金的超高强度不锈钢，由于该材料拥有很高的强度某航天型号产品多个零件即采用30Cr3超高强度和硬度，又具有一定的塑性和韧性，大量应用于固体钢，而目前关于该高硬材料铣削加工方面的研究还不火箭发动机壳体、导弹发动机外壳、飞机起落架、高多见。通过铣削

6、试验研究高速铣削力和工件表面粗糙[1]强度飞行控制舵面等航天军工类重要零部件。从合度的影响因素，从而寻求最佳的机床切削参数是一种[3]金元素对材料力学性能的影响角度分析，因钢中Cr、重要的方法。本文以30Cr3超高强度钢为研究对象，Ni、Mo、V、Mn等元素的存在，尤其是Ni元素等合利用正交试验的方法，以铣削力和表面粗糙度为目金元素含量高，提高了钢的硬度和强度，但也大大降标，对其高速铣削加工切削参数进行优化研究。低了钢的热导率，对其切削加工性能带来较大影响，容易使钢产生加工硬化现象。该材料在断续切削加工230Cr3化学成分及性能分

7、析作者简介：黄文斌（1979-），硕士，机械工程专业；研究方向：高速加工。收稿日期：2013-04-2232制造技术研究2013年8月第4期本次试验的超高强度钢材料试样选用选用超高强度钢30Cr3试验工件，其尺寸为30Cr3SiNiMoVA(Z)热轧钢棒，为某型号产品舵面零件100mm×100mm×50mm的块料。铣削加工在XH714选用的材料。通过改进化学成分，采用先进的冶炼工立式加工中心上完成，主轴最高转速为8000r/min。艺和热处理工艺，30Cr3具备了良好的机械力学性能，考虑到实际生产加工工艺的需求，试验刀具采用是航天

8、工业中广泛使用的一种低合金超高强度钢。它JS522整体立铣刀，刀具相关参数见表3。该刀具为的熔炼成分和力学性能（经(910～930)℃×(30～整体硬质合金立铣刀，刃口进行了特殊强化处理，能60)min油淬+(250±10)℃×(3～5)h空冷后）