高温合金螺纹铣削力优化研究.pdf

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1、第46卷第5期2014年10月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics圃0目厶Inn口金螺纹铣削力优化研究严凯苏宏华周井文徐九华(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)V01．46No．5oct．2014摘要：针对高温合金材料的螺纹铣削加工，分析了切削厚度的表达方法，建立了相邻两次走刀形成的截面积的表达方法。在此基础上，研究了高温合金螺纹铣削过程中的铣削力和扭矩，结果表明：螺纹铣削时，铣削力及扭矩与截面积呈正相关。提出了通过使螺纹粗精加工过程中每次走刀的截面积相等，进而优化高温

2、合金螺纹铣削径向切深的加工策略。该策略可有效控制切削力值和扭矩值，这不仅有利于提高刀具寿命和加工精度，亦为制定难加工材料螺纹铣削工艺提供了依据。关键词：螺纹铣削；切削力优化；扭矩；切削厚度；截面积中图分类号：TG6z文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)05—0707—06CuttingForceOptimizationinThreadMillingofSuperalloyYahKai，SuHonghua，ZhouJingwen，XuJiuhua(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUn

3、iversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Tostudythethreadmillingofsuperalloy，thedefinitionandexpressionofuncutchipthicknessareproposed，andtheexpressionmethodofsectionareabetweentwopassesisintroduced．Onthebasisoftheseconcepts，thethreadmillingcuttingforceandtorqueo

4、fsuperalloyarestudied．Theresultshowsthatthreadmillingcuttingforceandtorquearepositivelyrelatedtosectionarea．Intheprocessofsuperalloythreadmilling，theradialdepthofcutisoptimizedbythesamesectionareaateverycuttingstep．Theoptimizationmethodofcuttingforceandtorquecanimprovepartprecisionandto

5、ollife，andcanbethetheoreticalbasisforprocessingtechnologyofthreadmillingofdifficult—to—machinematerial．Keywords：threadmilling；cuttingforceoptimization；torque；uncutchipthickness；sectionarea随着数控加工技术的发展，逐渐出现了螺纹铣削方法，与传统螺纹加工工艺相比，其具有切削速度高、切削力小、加工精度高、同一把螺纹铣刀可以加工相同螺距不同尺寸的螺纹等优点[1]。螺纹铣削的研究工作主要集中在

6、理论和工艺两方面，在理论研究方面，文献[2，3]对铣削力的模型进行了深入的研究，探究了螺旋角大小对铣削力的影响规律。文献[4，5]对切削厚度和刀具角度进行了基础性研究，提出了切削厚度的计算表达式、分析了刀具角度对切削力的影响规律。在工艺研究方面，李海滨[63等人对螺纹铣刀的种类及铣刀选择做了系统研究，认为整体式的铣刀适合加工尺寸在16mm以下的螺纹，而刀片式的螺纹铣刀适合尺寸在16mm以上的螺纹加工。牟仲德[7-83等人对螺纹铣削的编程技术进行了研究，将螺纹铣削的切人方法分为圆弧切入法、径向切入法和切向切入法3种，并推荐采用圆弧切入法。螺纹铣削一般是多次走刀，分粗加工

7、和精加工，但对于难加工材料，铣削时切削力较大，对加工精度和刀具寿命影响较大，一般实际工程中采用的收稿日期：2014—05—10；修订日期：2014—07—10通信作者：苏宏华，男，教授，博士生导师，E-mail：shh@nuaa．edu．cn。708南京航空航天大学学报第46卷加工策略对于难加工材料的螺纹铣削加工缺乏指导意义。本文主要开展了高温合金的螺纹铣削研究，分析了对切削力产生影响的两个变量，建立了相邻两次走刀形成的截面积的表达方法，并给出了瞬时切削力的表达式，解析了切削力、扭矩和截面积的关系，并以截面积来优化切削力，给出了高温合金螺纹铣削策略。