數(shù)控銑削加工試驗(yàn)研究

摘 要：本文介紹了數(shù)控銑削加工機(jī)理、銑削加工參數(shù)與加工性能及加工效率的關(guān)系、數(shù)控銑削加工參數(shù)優(yōu)化的試驗(yàn)條件及要求，提出了本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及方法，科學(xué)有效地解決了數(shù)控銑削加工的試驗(yàn)研究，為后續(xù)研究加工參數(shù)優(yōu)化選取打好了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：加工參數(shù)；正交試驗(yàn)；試驗(yàn)因素水平

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.162

1 引言

研究切削加工機(jī)理及大量切削加工試驗(yàn)可知切削速度v對(duì)表面粗糙度af影響較大。在低速或高速切削加工時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)積屑瘤，在v=20～50m/min加工塑性材料時(shí)，易出現(xiàn)積屑瘤，同時(shí)切屑分離時(shí)的擠壓變形與撕裂作用使得表面粗糙度af惡化。所以v越高，切削加工過程中切屑與加工表面的塑性變形越小，表面粗糙度值越小。試驗(yàn)表明，產(chǎn)生積屑瘤的臨界速度是隨刀具狀況、切削液、加工材料等改變而改變。

加工參數(shù)中進(jìn)給速度Vf 對(duì)加工效率有重要影響。一般Vf越高，去除同一材料所需時(shí)間越短。試驗(yàn)表明其他加工條件一定情況下，進(jìn)給速度Vf與加工時(shí)間t為反比。

分析可知，提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，既可降低表面粗糙度值，又可減少加工時(shí)間。還能影響切削熱產(chǎn)生、刀具磨損、破損及耐用度等。所以了解主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度變化規(guī)律有利于分析切削加工過程并完成切削加工參數(shù)合理優(yōu)化選取。

2 試驗(yàn)條件

針對(duì)目前數(shù)控加工參數(shù)合理優(yōu)化選取的特點(diǎn)與研究現(xiàn)狀，本文以DMC60H臥式銑削加工中心為試驗(yàn)平臺(tái)，以鋁合金殼體類零件為試驗(yàn)對(duì)象，以圓柱銑刀、T型刀、通用量具、JB-4C型表面粗糙度測(cè)量?jī)x為試驗(yàn)刀量具，以鋁合金殼體類零件加工中銑孔與銑槽為試驗(yàn)內(nèi)容，以提取數(shù)控加工銑削參數(shù)優(yōu)化選取試驗(yàn)數(shù)據(jù)為試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)方法，以主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度作為試驗(yàn)因素，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、使用刀具及各因素關(guān)注度的不同劃分因素水平并設(shè)計(jì)正交表，可分成三個(gè)階段來(lái)完成。

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

試驗(yàn)設(shè)計(jì)原則包含零件結(jié)構(gòu)、刀具類型與關(guān)注度。按零件結(jié)構(gòu)不同將試驗(yàn)劃分為銑槽加工與銑孔加工；刀具類型原則是以刀具不同及加工孔徑不同為原則劃分工步；關(guān)注度原則是以加工時(shí)間（因本試驗(yàn)主要以提高加工效率為目的）為依據(jù)將加工工步劃分為高、中、低關(guān)注度。

根據(jù)加工技術(shù)要求及試驗(yàn)需要，本文對(duì)刀具、切寬、切深等參數(shù)做了修整。銑孔加工基本數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施

第一階段試驗(yàn)是在現(xiàn)有加工條件下，確定主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度極限范圍，試驗(yàn)水平數(shù)一律為3，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度為試驗(yàn)因素，查正交試驗(yàn)表可得最為接近。

第二階段試驗(yàn)?zāi)康氖翘崛〕鲈囼?yàn)數(shù)據(jù)用于數(shù)控加工銑削參數(shù)合理優(yōu)化選取。參考第一階段試驗(yàn)的極限主軸轉(zhuǎn)速與極限進(jìn)給速度按等分原理劃分試驗(yàn)因素水平等級(jí)，其中對(duì)關(guān)注度高、極限主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度間距大的工步取較高的試驗(yàn)水平數(shù)，對(duì)關(guān)注度中、低的工步取較低的試驗(yàn)水平數(shù)。工步23屬高關(guān)注度工步，故正交試驗(yàn)因素水平數(shù)取5，主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度為試驗(yàn)因數(shù)。查表可得為最接近的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表。

第三階段試驗(yàn)是以前一階段試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析研究加工要求，以基本尺寸、表面粗糙度為試驗(yàn)擴(kuò)展因素設(shè)計(jì)第三階段試驗(yàn)。基本尺寸試驗(yàn)因素水平數(shù)以3或5為主，表面粗糙度因素水平設(shè)置為1.6、3.2、6.3。在前兩階段試驗(yàn)中已出現(xiàn)的基本尺寸將不再最后階段重復(fù)安排試驗(yàn)。

4 小結(jié)

本文介紹了數(shù)控銑削加工機(jī)理、銑削加工參數(shù)與加工性能及加工效率的關(guān)系、數(shù)控銑削加工參數(shù)優(yōu)化的試驗(yàn)條件及要求，提出了本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，科學(xué)有效地解決了數(shù)控銑削加工的試驗(yàn)研究，為后續(xù)加工參數(shù)優(yōu)化選取研究打好了基礎(chǔ)。

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項(xiàng)目來(lái)源：陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校內(nèi)項(xiàng)目數(shù)控加工銑削參數(shù)管理和優(yōu)化選取的研究（Gfy 16-16）

作者簡(jiǎn)介：姚艷（1986-），碩士，講師，主要從事數(shù)控技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。