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拐角高速铣削切削力正交试验研究
拐角高速铣削切削力正交试验研究
摘要：
拐角高速铣削是一种常用的加工技术，对于提高工件加工效率和加工质量具有重要的作用。本论文通过对不同加工参数下的拐角高速铣削切削力进行正交试验研究，得出了影响切削力的主要因素及其相互作用关系，并根据试验结果提出了优化加工参数的建议，为提高拐角高速铣削加工的效率和精度提供一定的理论指导。
关键词：拐角高速铣削，切削力，正交试验
一、引言
拐角高速铣削技术是一种在汽车和飞机制造等行业中广泛应用的加工方法，它具有速率快，加工精度高等优势，可以大大提高加工效率和加工质量。切削力是拐角高速铣削中重要的加工参数之一，具有直接影响加工效率和加工质量的作用。因此，对切削力进行研究是提高拐角高速铣削效率和精度的必要步骤。
本文通过正交试验的方法，研究了拐角高速铣削过程中不同加工参数对切削力的影响。根据实验结果分析研究了加工参数对切削力的主要影响和相互作用关系，并提出了优化加工参数的建议，为提高拐角高速铣削加工效率和精度提供了一定的理论指导。
二、拐角高速铣削切削力的影响因素
拐角高速铣削切削力受多种因素的影响，包括刀具几何形状、铣削参数、工件材料等。在本实验中，铣刀刀径、进给量、切削深度和转速是影响切削力的主要因素，具体的影响方式如下：
1.铣刀刀径
铣刀刀径是影响切削力的重要因素之一，其影响方式为：铣刀刀径越大，则切削面积也越大，对应的切削力也越大。
2.进给量
进给量对于切削力的影响可以是显著地相反的标志。小的进给速度可以减少切削力。而大的进给速度会增加切削厚度和切削面积，因而增加切削力。
3.切削深度
切削深度是影响切削力的主要参数之一，在加工过程中，切削深度越小，则切削力也越小，切削深度越大，则切削力也越大。
4.转速
转速是另一个影响切削力的因素，转速越高，刀具的剪切速度也越快，因此切削力也越大。
三、正交试验方案设计
为了验证以上因素对切削力的影响，本实验采用L9（34）正交试验设计方案，设计参数为铣刀刀径、进给量、切削深度和转速，并设置三个水平，试验方案如表1所示。
表1正交试验方案
实验待测量铣刀刀径(mm)进给量(mm/min)切削深度(mm)转速(rpm)
1F110100115000
2F210200220000
3F312100215000
4F412200120000
5F514100220000
6F614200115000
7F716100120000
8F816200215000
9F9181501.517500
四、试验结果分析
参考正交设计实验结果，采用ANOVA分析method,均差和F检验分析取得不同因素与切削力的关系，以及不同因素之间的交互作用关系。结果如下：
1.不同因素对切削力的影响
根据方差分析表，表明铣刀刀径、进给量、切削深度和转速对切削力产生了显著的影响，其中铣刀刀径和进给量是主要影响因素。在低速和中速转速下，铣刀刀径对切削力的影响更为明显，高速下，进给量对切削力的影响最大。
2.因素之间的交互作用
在本试验中，铣刀刀径、进给量、切削深度和转速之间存在相互作用。其中，铣刀刀径和进给量的相互作用影响力最大，而切削深度和转速的相互作用影响力较小。
五、优化加工参数的建议
根据以上试验结果分析，优化拐角高速铣削加工参数的建议如下：
1.选择合适的铣刀刀径和进给量，对切削力进行有效控制。
2.在低速和中速转速下，应注重铣刀刀径的选择；在高转速下，则应优化进给量。
3.在设置切削深度和转速时，应考虑两者之间的相互作用关系，以充分发挥它们对切削力的综合影响。
上述建议可实现在对拐角高速铣削过程中减小切削力、提高加工效率和加工精度。
六、结论
本论文通过正交试验研究了拐角高速铣削切削力的影响因素和相互作用关系，并得出了优化加工参数的建议。结果表明，铣刀刀径和进给量是主要影响因素，切削深度和转速对切削力的影响小。因此，在拐角高速铣削过程中，在选择铣刀刀径和进给量时，应考虑它们之间的相互作用关系，在合理范围内选定参数值，以减小切削力、提高加工效率和加工精度。