銑刀刃口鈍圓半徑對(duì)銑削Ti6Al14V溫度研究

田興強(qiáng)++聶華偉

摘 要：采用正交實(shí)驗(yàn)法，分析了主要切削參數(shù)：主軸旋轉(zhuǎn)，牙齒進(jìn)給量、軸切深、人切深和鈍圓半徑對(duì)銑削Ti6Al14V材料時(shí)刀具溫度變化的規(guī)律。重點(diǎn)運(yùn)用Advantage 3D仿真軟件以銑削Ti6Al14V刀具切削刃刃口鈍圓半徑為研究對(duì)象，分析得到鈍圓半徑切削溫度影響規(guī)律，為銑削Ti6Al14V時(shí)銑刀刃口鈍圓半徑的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鈦和金Ti6Al14V；刃口鈍圓半徑；切削溫度

中圖分類號(hào)：TG506.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0092-02

本文通過(guò)銑削刀具切削刃刀片Ti6Al14V口鈍圓半徑為研究對(duì)象，通過(guò)3 d嘩嘰Advantage切削溫度最低法律、優(yōu)化指標(biāo)；適銑切削刃的刀具Ti6Al14V口鈍圓半徑優(yōu)化；并通過(guò)、切削力的分析，研究不同的鈍圓半徑對(duì)銑削加工v14al6ti過(guò)程產(chǎn)生影響銑削時(shí)Ti6Al14V銑刀刃14口鈍圓半徑的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 銑刀分析模型的建立

三維軟件，并且solidwroks2010不同鈍圓半徑銑刀，銑刀前角是14 °，后角為24 °、切削刃寬1.7 mm。3 d fem 5.5分為Advantage軟件中刀具材料，硬質(zhì)合金選配件和鈦?zhàn)鳛門i6Al14V，初期的設(shè)定溫度為20 ℃、刀具轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90 °，模擬立銑刀銑削過(guò)程相反的前列腺炎。

2 實(shí)驗(yàn)方案的確定

采用了正交實(shí)驗(yàn)法科學(xué)合理地安排試驗(yàn)，因此“平衡協(xié)調(diào)”原則的基礎(chǔ)上通過(guò)了實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，得出較優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案，運(yùn)用方法差檢測(cè)法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出銑削加工的合理性的加工參數(shù)。初學(xué)者的定制、加工效率、加工成本和加工產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。主要切削參數(shù)：主軸旋轉(zhuǎn)，牙齒進(jìn)給量、軸切深、人切深和鈍圓半徑。4座級(jí)選擇每個(gè)元素的參考資料和現(xiàn)有設(shè)備的條件，其中包括選舉——5因素4水平值表，見(jiàn)表1。

3 切削溫度仿真結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)表2，極差分析，見(jiàn)表3。

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)表2中1～16組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制各切削參數(shù)對(duì)切削溫度的影響規(guī)律圖，如圖1所示。

從圖1可以看出，主軸轉(zhuǎn)速由3 500 r/min增加到4 500 r/min，銑削溫度基本無(wú)變化，這是由于單位時(shí)間內(nèi)金屬切削量也增加，切屑帶走的熱量增大，固有的溫度無(wú)明顯變化，隨著軸的

轉(zhuǎn)又多了，銑削溫度有緩慢增大的趨勢(shì)。每齒進(jìn)給量對(duì)溫度影響規(guī)律，如圖2所示。

從圖2可以看出，隨著每齒進(jìn)給量增加，金屬切削的單位時(shí)間內(nèi)增加的數(shù)量成正比，溫度增加。另外增加進(jìn)給量變形系數(shù)減小，單位切削量的切割效果下降、切削所帶走的剪切熱、摩擦生熱人數(shù)不斷增加，溫度不斷減少。如圖3所示。

從圖3可以看出，銑削溫度隨著軸向切深的增加，銑削溫度先進(jìn)的跡象增加再減小后趨于平緩的趨勢(shì)。這是軸切深的增加，切削力呈明顯增大的趨勢(shì)，所以切深由0.5 mm增加到 0.75 mm時(shí)，銑削溫度增大明顯，但當(dāng)軸向切深大于1.25 mm，銑削材料的去除率大幅度提高，切削帶走大量的切削熱，故此區(qū)域軸向切深對(duì)銑削溫度變化影響較小。如圖4所示。

從圖4可以看出，隨著徑向切深的增大，銑削溫度有逐漸升高的趨勢(shì)。徑向切深的增加使得刀齒實(shí)際的切削時(shí)間增加，熱量傳導(dǎo)工件及刀具的時(shí)間也增加，所以增加徑向切削深度，銑削溫度將上升。如圖5所示。

從圖5可以看出，隨著鈍圓半徑增大銑削溫度先減小后趨于平緩，當(dāng)刃口鈍圓半徑為0.02 mm時(shí)，銑削溫度達(dá)到最小值。鈍圓半徑增加增大了、刀具-切屑、刀具-工件接觸面面積增大，刀具代代相傳的熱量增大，鈍圓半徑逐步增多，刀具傳出的熱量增大，鈍圓半徑增加等效負(fù)前角增加，所以溫度有下降趨勢(shì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

牙齒進(jìn)給量的回、軸切深、人切深和鈍圓半徑對(duì)銑削溫度的影響可以得到規(guī)律，可以以下的結(jié)論：

①主軸轉(zhuǎn)速的增加，銑削溫度增加。

②增加對(duì)銑削溫度量的進(jìn)給牙齒每增加后呈下降趨勢(shì)。

③隨著軸向切深增加銑削溫度呈現(xiàn)先增大再減小后趨于平緩的趨勢(shì)，徑向切深的增加導(dǎo)致銑削溫度增加。

④銑削鈦和金Ti6Al14V，當(dāng)刃口鈍圓半徑為0.02 mm時(shí)，銑削溫度達(dá)到最小值。

難加工材料加工時(shí)采用鈍化刀具，可以提高刀具的耐用度。鈍圓半徑對(duì)銑削溫度的影響最大，因此在銑削加工鈦和金Ti6Al14V時(shí)， 選擇合適的鈍圓半徑對(duì)降低銑削溫度具有重要意義。

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