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1、學(xué)術(shù)論文高速銑削GH4169切削力及表面粗糙度研究StudyonCuttingForceandSurfaceRoughnessDuringHigh-SpeedMimngGH4169西北工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室尉淵劉維偉李曉燕李鋒[摘要】使用TiAlN涂層硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行高溫合金GH4169的高速銑削正交試驗，利用最小二乘法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸分析，建立了銑削力和表面粗糙度的經(jīng)驗公式，分析了高速銑削高溫合金GH4169條件下切削參數(shù)對切削力和表面粗糙度的影響規(guī)律、結(jié)果表明：切削深度對銑削力影響最大，其次是切削速度和每齒進(jìn)給量；進(jìn)給量是影響表面粗糙度的最主要因素，其
2、次是切削深度和切削速度j關(guān)鍵詞：高溫合金高速銑削切削力表面粗糙度lABSTRACTlTheorthogonalexperimentisde—signedforhigh·speedmillingsuperalloyGH4169byPVD—TiAlNcarbideinsens．Theempiricalfbnnulasofcuttingforceandsurfaceroughnessareestablishedbytheleast—squaresregressionmethod．Andtheeff．ectofcuttingpa—rametersoncuttingforceandsurfac
3、eroughnessisstudied．TheresearchresultsindicatethatcuttingdepthhashighlyobViousinfluenceonsurfaceroughness，followedbycut—tingspeedandf-eedrate；Feedrateisthemaininfluencefactorofthesurfaceroughness，followedbycuttingdepthandcuttingspeed．Keywords：SuperallOyHigh—speedmillingCut-tingforceSurfacerough
4、ness高溫合金GH4169是一種時效硬化的鎳一鉻一鐵基變形合金，具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化和耐腐蝕性能，在600～1000℃的高溫氧氣環(huán)境和燃燒腐蝕條件下能夠長時間承受較大的應(yīng)力，在航空航天領(lǐng)域占有很重要的地位，是火箭發(fā)動機(jī)和航空噴氣發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵材料。但由于GH4169在一定溫度范圍內(nèi)仍能保持相當(dāng)高的強(qiáng)度和韌性，而且導(dǎo)熱率很低，加上大量金屬問化合物的作用，成為最難加工的材料之一11。1。高速切削加工技術(shù)由于具有生產(chǎn)效率高，切削過程中的熱量傳導(dǎo)少，切削力小，以及能提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，越來越廣泛地應(yīng)用于GH4169零部件的加_丁【4。l。國內(nèi)外學(xué)者對高溫合金的高速銑削
5、技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究。Ng等ml研究了不同涂層刀具在干式切削68航空制造技術(shù)·2014年第14期條件下高速銑削Inconel718的切削性能；Altin等p】利用不同形狀陶瓷刀具對Inconel718進(jìn)行了切削試驗，研究了切削過程中刀具的磨損形態(tài)；季德生等『8】利用涂層硬質(zhì)合金刀具對Inconel718進(jìn)行了高速正交車削試驗，研究了切削參數(shù)對切削力的影響規(guī)律；肖茂華等【91利用陶瓷刀具對鎳基高溫合金進(jìn)行了高速車削試驗，主要分析了刀具的溝槽磨損情況。然而，目前國內(nèi)對于高溫合金GH4169的高速切削性能的研究還不多，尤其是新型涂層刀具高速銑削GH4169的研究更少。本文采用正交試驗法，
6、使用TiAlN涂層硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行了高溫合金GH4169的高速銑削試驗，建立了銑削力和表面粗糙度的經(jīng)驗公式，分析了高速銑削條件下切削參數(shù)對銑削力和表面粗糙度的影響規(guī)律。1GH4169高溫合金高速銑削正交試驗1．1試驗條件試件材料為高溫合金GH4169，長方體，幾何尺寸為225mm×90mm×30mm；試驗機(jī)床選用喬福VMc850立式數(shù)控加工中心，最大功率為22kw，主軸最高轉(zhuǎn)速為8000r／min；刀具選用SANDVIK公司生產(chǎn)的R300—052c5一12M鑲片式立銑刀，刀體直徑為西52mm，可安裝4個圓形刀片；刀片選用SANDVIK的TiAlN涂層硬質(zhì)合金銑刀片，刀片直徑為12mm
7、，牌號為R300一1240E—PL；試驗中采用兩刃端面銑削，銑削方式為順銑，采用乳化液冷卻。刀體和刀片如圖1所示。圖1刀體和刀片照片F(xiàn)ig．1PhOtOsofcutterbOdyandcuttingtip學(xué)術(shù)論文RESEARCH合金GH4169時，3個方向銑削力受切削深度口。的影響最大，其次為切削速度v。和進(jìn)給量．f。z軸方向銑削力易遠(yuǎn)大于X和y軸方向的力FY、F，。圖4為．￡=O．04mrn／z，1，，=110耐min時銑削力隨切削深度的變化曲線。從圖中
