微小型薄底零件的轴向车铣实验研究.pdf

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1、微小型薄底零件的轴向车铣实验研究术邓勇军张之敬金鑫许志尧张朝枭(北京理工大学，北京100081)摘要：研究跨尺度微小型薄底零件的轴向车铣加工过程中。切削参数对表面粗糙度和切削振动的影响规律。在选择的切削用量范围内，采用正交实验法对切削参数进行了优选实验，对切削振动和表面粗糙度进行了检测。实验结果表明。在精密微小型车铣复合加工机床上进行跨尺度微小型薄底零件的加工，采用匹配的切削参数可以获得较好的表面粗糙度。关键词：微小型；轴向车铣；切削参数；切削振动；表面粗糙度中图分类号：TG501．1文献标识码：BExp

2、erimentalresearchonmicrothinpartsbyaxialturn——millingDENGYongjun，ZHANGZhijing，JINXin，XUZhiyao，ZHANGChaoxiao(BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，CHN)Abstract：Theinfluenceofcuttingparametersonsurfaceroughnessandcuttingvibrationisresearchedinaxialturn

3、—millingofcross—scalemicropans．Withintheselectedrangeofcuttingparameters，onhogonalexpefi—mentiscompleted，thencuttingvibrationandsurfaceroughnessaremeasured．Experimentresultsshowthatbettersurfaceroughnessofthecross——scalemicropartsmachininginprecisionturn—

4、—millingma--chinetoolcanbeobtainedbyusingmatchedcuttingparameters．Keywords：micro；axialturn—milling；cuttingparameters；cuttingvibration；surfaceroughness微小型零件在航空航天、兵器装备、仪器仪表等领削、铣削相比，铣刀的跳动量更显著，对加工过程的影域的广泛应用，对微细结构加工技术也提出了更高的响也更突出。要求。相比传统的车削、铣削加工，微小型车铣复合加本研究以航空

5、仪表传感器中的某高精度薄底回转工技术具有加工精度高、切削平稳、刀具磨损小和间断体结构件为研究对象，通过正交实验，研究切削用量对切削易于排屑及散热等优点，而更适用于微小型零件跨尺度微小型零件加工的表面粗糙度和切削振动的影的加工llI4J。特别是对于具有宏尺度外形尺寸及中间响程度，探讨切削参数的优化选择问题，达到提高加工尺度特征尺寸的跨尺度微小型零件，采用传统的加工表面质量的目的。方法，工件的尺寸精度和形位精度难以达到加工要求，1零件加工工艺分析加工过程中力变形、热变形比较严重，废品率高，生产效率低。如图1所

6、示微小型薄底回转体零件图，610孑L特近几年来，国际上车铣复合加工技术发展很快，针征属于宏尺寸，底面厚度关键特征尺寸为0．08mE，属对大中型结构件加工的车铣复合加工设备已经推广应于中间尺度，孔底内表面粗糙度要求为R≤0．8mm，用。北京理工大学通过研究微小型引信结构件加工技零件材料为304不锈钢。回转体壁厚为3mm，与薄底术，提出高转速精密微小型车铣复合加工技术，从理论厚度比值达到37．5，对于此类跨尺度的微小型零件而上和实践上说明该项技术是精密微小型结构件加工的言，常规车削、铣削由于切削力较大，容易造

7、成微小特主流技术。切削振动不仅加剧刀具的磨损，降低加工征变形，甚至造成底面漏空，难以满足要求。质量，严重时将使刀具产生崩刃或断裂，导致切削过程以传统车削加工为例，选取+18mm304不锈钢无法进行。由于车铣加工中铣削主轴高速旋转，与车棒料作为加工对象，加工工艺过程为如图2所示。国家科技重大专项(2012ZX04010—061)；国防基础科研项目(A2220132002)u10l耳lt3．高转速，又易导致微细加工中的切削振动，成为制约薄壁零件加工的主要因素，这不仅影响加工精度，且易加剧刀具磨损，因此有必要通

8、过实验研究切削参数对切削振动和表面质量影响的基本规律。本实验主要考虑铣刀转速n、车削主轴转速n以及铣刀轴向进给速度对切削振动和表面粗糙度的影响。．2．1实验条件本实验在普通车床加工厚度为0．5mm零件的基础上，在北京理工大学自研的精密微小型车铣复合加图1薄底零件示意图工机床上进行0．08mm薄底的同轴车铣加工工艺实验，轴向车铣工艺原理如图3所示。兰H兰H竺H竺H竺H图2加-r-r~；过程示意图根据图2所示工艺流程在数控车床上加