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高速铣削45钢铣削力及表面质量研究

康小健  
【摘要】:随着科学技术的不断发展,以高切削效率和高表面加工质量为主要特征的高速切削加工技术,一直受到发达工业国家的重视,取得了良好的经济效益和社会效益。但是,目前淬硬钢还是采用传统的磨削和电火花加工,这会造成加工精度不稳定、加工效率低和成本高。随着新型超硬刀具材料和高速机床的发展,使得采用高速切削加工的方式加工淬硬钢成为可能。因此,必须对高速切削淬硬钢的表面质量问题进行深入的研究。 本文针对不同硬度45钢进行高速铣削实验,对铣削力和表面质量展开研究。主要研究内容为:通过单因素和多因素高速铣削45钢实验,分析了铣削参数和工件硬度分别对铣削力和被加工表面粗糙度的影响规律。又通过高速铣削淬硬45钢实验,分析了铣削参数对被加工工件表面硬化的影响规律。最后针对淬硬45钢,利用田口方法对影响淬硬钢高速铣削加工表面粗糙度的工艺参数进行了优化,得出了能够获得最低表面粗糙度的最佳工艺参数组合。 本文的研究表明: 1、高速铣削45钢时,铣削参数和工件硬度对铣削力具有重要影响。当铣削速度小于400m/min时,铣削力随着铣削速度的增大而增大,当铣削速度大于400m/min时,铣削力随着铣削速度的增大而降低。铣削力分别随着每齿进给量、铣削深度、工件硬度的增大而增大。另外,通过回归分析方法在考虑工件硬度的条件下,建立了高速铣削45钢切削力的经验模型,为高速铣削45钢工艺的制定提供了依据。 2、高速铣削45钢时,铣削参数和工件硬度对表面粗糙度具有重要影响。表面粗糙度随着铣削速度的增大而降低。表面粗糙度也分别随着每齿进给量、铣削深度、工件硬度的增大而增大。 3、高速铣削淬硬45钢时,铣削参数对表面硬化具有重要影响。随着铣削速度的增大已加工表面显微硬度和硬化层深度先减小后增大。随着每齿进给量的增大已加工表面显微硬度和硬化层深度随之增大。铣削深度对加工硬化程度的影响不是很显著。 4、针对淬硬45钢,利用田口方法对工艺参数进行了优化。得出,当铣削速度为800m/min、每齿进给量为0.05mm/r、铣削深度为0.3mm时,高速铣削硬度为54HRC的淬硬45钢可以获得最低的表面粗糙度。为高速铣削45钢工艺参数的选择提供了依据。


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