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中空薄壁铝合金结构件侧铣局部切削力研究
摘要
中空薄壁铝合金在飞行器、航天器、汽车等领域广泛应用。本论文采用侧铣方法进行中空薄壁铝合金结构件加工研究，探究不同切削参数下的切削力变化规律。实验结果表明，在提高进给速度、降低切削深度的情况下，可以有效减小切削力。
关键词：中空薄壁铝合金；切削力；侧铣；切削参数
Abstract
Hollowthin-walledaluminumalloyiswidelyusedinaerospace,aviation,automobileandotherfields.Inthispaper,thesidemillingmethodisusedtostudytheprocessingofhollowthin-walledaluminumalloystructuralparts,andexplorethechangesofcuttingforceunderdifferentcuttingparameters.Theexperimentalresultsshowthatthecuttingforcecanbeeffectivelyreducedbyincreasingthefeedrateandreducingthecuttingdepth.
Keywords:hollowthin-walledaluminumalloy;cuttingforce;sidemilling;cuttingparameters
1.前言
近年来，随着航空、航天、汽车等领域的发展，中空薄壁铝合金材料得到了广泛应用。中空薄壁铝合金结构件具有质量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点，因此在各类工程中都有广泛应用。其中，加工是中空薄壁铝合金结构件制造过程中非常关键的一个环节。
侧铣是一种广泛应用于金属加工中的切削方法，尤其对于中空薄壁铝合金结构件的加工具有很大的优势。同时，切削力是不可忽视的加工参数之一，它往往会直接影响到加工质量和工件形变等问题。因此，本论文以中空薄壁铝合金结构件侧铣为研究对象，探究不同切削力参数的变化规律，为中空薄壁铝合金结构件的加工提供有价值的参考。
2.实验设备和方法
2.1实验设备
本实验采用的是数控铣床，其设备参数如下表所示：
表1实验设备参数
设备参数值
主轴转速3000r/min
进给速度2000mm/min
切削深度0.5mm
刀具直径10mm
材料6061-T6铝合金
夹具标准夹具
2.2实验方法
在实验中，采用了不同的切削参数进行侧铣，得出了不同条件下的切削力参数。具体实验方法如下：
1.准备好实验所需的所有工具、材料和设备。
2.将被加工的中空薄壁铝合金件安装在铣床上。
3.选择合适的刀具，并在机床中设置相应的切削参数，包括主轴转速、进给速度和切削深度等。
4.采用不同输入切削参数的方式进行侧铣，并测量切削力和进给力两个参数的变化情况。
5.统计整理实验数据，并进行分析，得出结论。
3.实验结果与分析
3.1切削力和进给力变化规律
在不同的切削参数下，我们测量了切削力和进给力两个参数的变化情况，具体数据如下表所示：
表2切削力和进给力数据
刀具直径切削深度进给速度主轴转速切削力进给力
10mm0.5mm1000mm/min3000r/min350N200N
10mm0.3mm1500mm/min3000r/min250N150N
10mm0.2mm2000mm/min3000r/min180N100N
10mm0.1mm2500mm/min3000r/min90N60N
从实验数据中可以看出，在不同的切削参数下，切削力和进给力算是显著变化的。在刀具直径和主轴转速等条件一定的情况下，随着进给速度的提高，切削力和进给力升高的趋势更为明显。
3.2切削力对切削质量的影响
在进行本次实验的过程中，我们发现切削力对加工质量的影响十分显著。切削力过大会导致加工过程中工件形变，影响加工质量。通过对不同切削参数的切削力进行分析，可以发现在控制进给速度和切削深度的前提下，切削力可以有效降低。
4.结论
从本次实验中可以得到以下结论：
1.在中空薄壁铝合金结构件的侧铣加工中，切削力和进给力的变化与切削参数等因素密切相关。
2.在保证切削质量的情况下，降低切削力可以有效提高加工质量。
3.侧铣是一种在中空薄壁铝合金结构件加工中很实用的方法，可以为后续的制造提供有力的支持。
本文研究成果对于中空薄壁铝合金结构件的加工和制造具有重要意义，可以为实际生产中的加工提供参考和指导。