銑刀刃口鈍圓半徑對銑削Ti6Al14V溫度研究

田興強++聶華偉

摘 要：采用正交實驗法，分析了主要切削參數：主軸旋轉，牙齒進給量、軸切深、人切深和鈍圓半徑對銑削Ti6Al14V材料時刀具溫度變化的規律。重點運用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象，分析得到鈍圓半徑切削溫度影響規律，為銑削Ti6Al14V時銑刀刃口鈍圓半徑的設計提供依據。

關鍵詞：鈦和金Ti6Al14V；刃口鈍圓半徑；切削溫度

中圖分類號：TG506.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0092-02

本文通過銑削刀具切削刃刀片Ti6Al14V口鈍圓半徑為研究對象，通過3 d嘩嘰Advantage切削溫度最低法律、優化指標；適銑切削刃的刀具Ti6Al14V口鈍圓半徑優化；并通過、切削力的分析，研究不同的鈍圓半徑對銑削加工v14al6ti過程產生影響銑削時Ti6Al14V銑刀刃14口鈍圓半徑的設計提供依據。

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，硬質合金選配件和鈦作為Ti6Al14V，初期的設定溫度為20 ℃、刀具轉動角度為90 °，模擬立銑刀銑削過程相反的前列腺炎。

2 實驗方案的確定

采用了正交實驗法科學合理地安排試驗，因此“平衡協調”原則的基礎上通過了實驗的次數，得出較優的實驗方案，運用方法差檢測法，實驗結果進行分析，得出銑削加工的合理性的加工參數。初學者的定制、加工效率、加工成本和加工產品質量有重要影響。主要切削參數：主軸旋轉，牙齒進給量、軸切深、人切深和鈍圓半徑。4座級選擇每個元素的參考資料和現有設備的條件，其中包括選舉——5因素4水平值表，見表1。

3 切削溫度仿真結果及分析

實驗結果，見表2，極差分析，見表3。

根據正交實驗表2中1～16組實驗結果，繪制各切削參數對切削溫度的影響規律圖，如圖1所示。

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

轉又多了，銑削溫度有緩慢增大的趨勢。每齒進給量對溫度影響規律，如圖2所示。

從圖2可以看出，隨著每齒進給量增加，金屬切削的單位時間內增加的數量成正比，溫度增加。另外增加進給量變形系數減小，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，銑削溫度先進的跡象增加再減小后趨于平緩的趨勢。這是軸切深的增加，切削力呈明顯增大的趨勢，所以切深由0.5 mm增加到 0.75 mm時，銑削溫度增大明顯，但當軸向切深大于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，故此區域軸向切深對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。徑向切深的增加使得刀齒實際的切削時間增加，熱量傳導工件及刀具的時間也增加，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，當刃口鈍圓半徑為0.02 mm時，銑削溫度達到最小值。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前角增加，所以溫度有下降趨勢。

4 結 語

牙齒進給量的回、軸切深、人切深和鈍圓半徑對銑削溫度的影響可以得到規律，可以以下的結論：

①主軸轉速的增加，銑削溫度增加。

②增加對銑削溫度量的進給牙齒每增加后呈下降趨勢。

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

④銑削鈦和金Ti6Al14V，當刃口鈍圓半徑為0.02 mm時，銑削溫度達到最小值。

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

參考文獻：

[1] 汪浩.硬質合金刀具刃口鈍化方法的研究[D].寧波：寧波大學，2011.

[2] 劉月萍.銑削Ti6Al4V刀具刃口鈍化研究[D].濟南：山東大學，2010.

[3] 賈秀杰，李劍峰，孫杰.刀具鈍化對切削力及表面粗糙度的影響[J].計算 機集成制造系統，20011，（17）.