铝锂合金高速铣削表面粗糙度试验研究.pdf

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1、学术论文RESEARCH*铝锂合金高速铣削表面粗糙度试验研究ExperimentalStudyonSurfaceRoughnessDuringHighSpeedMillingAluminum-LithiumAlloy中航工业北京航空制造工程研究所丁悦王焱吴茂庆刘畅[摘要]在对2198铝锂合金进行高速铣削试验的学元素含量如表1所示。铣削刀具为SECO双刃圆弧基础上，研究了切削参数对表面粗糙度的影响规律，观角型硬质合金立铣刀，型号为421200R310-MEGA-T，察了其铣削表面形貌。结果表明：平直处表面粗糙度与直径为φ20mm，圆

2、角半径为3.1mm，螺旋角为30°，径拐角处表面粗糙度不一致是由机床主轴振动和实际进向前角为18°。试验机床为桥式高速龙门铣床，最高转给量变化造成的；较小的每齿进给量和铣削宽度能够获速为24000r/min。试验采用水基冷却液雾冷顺铣方式。得较好的表面质量；表面缺陷常发生在铣削刀痕交叉表1材料元素含量%处。SiFeMnCuMgCrZnZrAgLiAl关键词：铝锂合金高速切削表面粗糙度表其面形貌≤0.08≤0.10≤0.53.50.80.050.350.180.501.10余[ABSTRACT]Aseriesoftestsareco

3、nductedbased[4]onhighspeedmilling2198aluminum-lithiumalloy.Itis试验安排采用4因素3水平正交试验，各因素及investigatedthatthecuttingparameterscouldinfluence其水平如表2所示。在完成铣削试验后，测量刀具轨surfaceroughnessandthesurfacetopography.Theexperi-迹中平直处表面粗糙度Ras和拐角处的表面粗糙度Rac，mentalresultsshowthatthestraightsu

4、rfacequalityisbetter在不同的3个位置重复测量5次，同时观察铣削表面形thanthecornersurfaceroughness.Thedifferenceisdueto貌。表面粗糙度采用时代公司的TR220粗糙度仪，通过thechatterofmillingandthevariationoftheactualfeedperkeyenceVHX超景深显微镜观察。tooth.Inaddition,alowleveloffeedpertoothandmilling表2试验因素及水平widthcouldgetbette

5、rsurfacequality.Moreover,surface切削速度每齿进给量切削深度切削宽度defectsareusuallyobservedatthecrossoftoolpaths.水平-1-1vc/（m·min）fz/（mm·z）ap/mmae/mmKeywords:Aluminum-lithiumalloyHighspeedⅠ628.320.0813.5cuttingSurfaceroughnessSurfacetopographyⅡ942.480.1227.0DOI:10.16080/j.issn1671-833x

6、.2015.06.092Ⅲ1256.640.20410.5铝锂合金是一种先进航空轻量化材料，具有减重效果明显、强度-韧性综合性能好、疲劳性能好和耐腐蚀2结果分析等多项优点，在飞机设计中广泛应用于地板梁、机身蒙试验结果如表3所示。从表3中可以看出，平直处[1-3]皮、长桁、框、梁、腹板等部位。因此研究切削加工对表面粗糙度明显低于拐角处表面粗糙度。这是因为相铝锂合金后续性能的影响有着十分重要的意义。本研比平直刀路，机床转角时主轴所受载荷不稳定，容易发究以2198铝锂合金为研究对象，采用正交试验的理论生振动，造成铣刀切削刃对工件表面的复

7、刻不均匀，因与方法进行高速铣削试验，研究切削参数与表面粗糙度此拐角处表面粗糙度较大。此外，机床转角时实际进给之间的关系，并分析特定切削参数下的铣削表面形貌，量会变小，切削刃对工件的挤压效果会强于切削效果，为合理选择2198铝锂合金切削参数提供依据。此时待去除材料未完全形成切屑而堆积在已加工表面上，这种切削侧漏现象会在一定程度上恶化拐角处的表1试验方案面粗糙度。工件材料为2198铝锂合金，热处理状态T8，其化对表3进行极差分析可以发现，影响平直处表面粗糙度因素的主次关系分别是每齿进给量、切削速度、切*民机科研项目（MJZ-G-201

8、1-20）资助。削深度和切削宽度，而影响拐角处表面粗糙度因素的主92航空制造技术·2015年第6期学术论文RESEARCH表3试验结果缓慢减小，如图2（a）所示。表面粗糙增大可根据材料残余高度和不均匀程度增大解释。由于切削转角时实-1-1编号vc/