高速切削参数对粗糙度影响的研究与分析.pdf

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1、，研究与开高速切削参数对粗糙度影响的研究与分析祝小军(盐城工学院，江苏盐城224000)中。选择合理的切削参数能有效降低零件表面粗糙度值。通过几组高速切削加工试验，采集加工信息，并将格中，绘成坐标图，根据图表和实验现象进行综合研究与分析，找出切削速度、进给量、切削宽度和厚度等面粗糙度值的关系。总结得出有关结论，为生产实际提供技术依据和实践参考。粗糙度；切削参数；淬硬钢中图分类号：TG506．1文献标识码：A文章编号：1009-9492(2010)11-0049—03l刖再AB=_(手)，高速切削加工HSM(HighSpeedMachining)或HSC可得出理论残留高度：(Hig

2、hSpeedCutting)广泛应用于模具、汽车零件、飞机零件、航天军工产品等加工领域，逐步成为切削加工的主^=R-AB=尺一2_㈢，流．具有强大的生命力和广阔的应用前景。对上式以h为函数、为变量求导得：提高切削加工速度．能有效地降低零件表面粗糙度，dh．R保证加工质量．这是高速切削加工的显著特点。影响零件一丽’表面粗糙度大小的因素主要有：零件材料的力学性能、加工条件和切削刀痕残留高度。由R2-(T)21．残留高度，高速加工可直接降低刀痕残留高度，从而达到降低零件表面粗糙度目的。图1是利用球头铣刀加工零件z一㈢表面，图1中

3、0．、0分别是前一行和后一行铣刀球头中于是有：心，0。点表示已加工完毕行，O2点表示已正在加工行，h0。表示两行之间的残留高度，表示行距，尺表示球头半径，所以当r一定时，随着的增大，h减小，切削零件A点表示两行刀具刀刃的交点。在AO02A中：表面理论残留高度减小，如尺一，则铣刀变成平底铣刀(如：常用的端面铣刀、立铣刀等)，由此可见，球头铣刀加工零件的表面粗糙度比平底铣刀加工零件的表面粗糙度要高，应尽量选择大直径的球头铣刀。对于两排行间距。当月一定时，越小，h也减小。降低了零件的表面粗糙度，但走刀的次数增加，降低了加工效率．所以的选择应在合理的范围内。加当然，高速加工时零件表面粗糙

4、度影响因素很复杂，不是仅通过几何计算就能得出符合实际的数据，目前主要还是通过实验进行数据进行定性分析。下面通过对45淬图1球头铣刀切削零件表面残留高度的几何计算硬钢零件进行高速加工试验。研究影响高速切削加工零件收稿日期：2010—05—22[二]丑二与开发表面粗糙度的因素[1-23。(1)切削宽度：lOmm；2高速切削加工试验与研究(2)轴向切深％=0．48ram；(3)每齿进给量户0．22mm。45淬硬钢是指淬火后具有马氏体组织、硬度大于HRC50的45钢。淬硬钢的切削加工特点是：不同的切削线速度加工，零件表面相应的粗糙度值记(1)切削力大，切淬硬钢时单位切削力达4500MPa

5、左录在表1中，以切削速度为横坐标，以对应的粗糙度值为右．由于冲击极易引起振动：纵坐标．并根据表1的数值绘制坐标图。从图3可以看(2)导热系数小．淬硬钢的导热系数仅为正火45钢出：切削速度小于10(m／s)时，随着切削速度的增的1／10，切削温度高且集中于切削刀附近，磨损剧烈，刀大，粗糙度值尺。逐步减小，但效果不明显；切削速度具耐用度低：在10～12m／s时，粗糙度值JR快速减小，效果很明显，特(3)淬硬钢的切屑呈带状，性脆易断，一般不产生积别是切削速度在12m／s附近，粗糙度值R。达到最小；切屑瘤。削速度超过13m／s后，随着切削速度I，的增大，粗糙淬硬钢传统的加工方法是粗精加工

6、后进行磨削加工，度值见快速增大。所以，试验表明，并不是切削速度越高加工效率低，生产成本高，生产周期长。近些年来，随着越好．切削速度在12m／s左右，切削效果最好[3】。高速切削加工技术的成熟和普及，以切代磨加工45淬硬钢成为可能，但如何确保粗糙度达到要求是非常关键的。表面粗糙度试验加工的零件形状如图2，加工上表面，主要加工l／UinOOO000要素是：654321(1)材质：45钢，硬度HRC50～55；(2)设备：XH715D立式加工中心，工作台规格520mmx1200mm．数控系统Fanucseriesoi—Mc。(3)刀具：铣刀~50mm，陶瓷刀片，主偏角75。，轴向前角一

7、5。，径向前角一7。。i—、～＼／II切削速度L5lO152OV／m．s图3切削线速度与表面粗糙度的关系2．2每齿进给量厂对粗糙度值的影响采用不同的每齿进给量对零件表面进行加工，其它切削参数分别是：165(1)切削线速度v=10．1lm／s；(2)切削宽度a,=lOmm；I(3)轴向切深0．48mm。选取不同的每齿进给量进行加工，零件表面相应的粗糙度值记录在表2中，以每齿进给量为横坐标，以对应的表2进给■_厂与零件表面粗糙度Ra的关系图2加工的零件图!竺塑!：!：!：：!：!：：