高速微铣削铝合金铣削力与表面粗糙度研究.docx

高速微铣削铝合金铣削力与表面粗糙度研究
摘要
随着航空航天、汽车、船舶等制造业的不断发展，对于铝合金材料的加工工艺和性能的要求越来越高。高速微铣削作为一种新型的加工方法，因其高效、精度高、表面质量优良等特点而备受关注。本文通过高速微铣削铝合金的实验研究，探讨了不同铣削参数对于铝合金表面粗糙度和铣削力的影响，为进一步提高铝合金加工的精度和效率提供了理论依据。
关键词：高速微铣削；铝合金；铣削力；表面粗糙度
1.引言
铝合金具有重量轻、强度高、导热性能好、抗腐蚀性能好等特点，是目前广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域的重要材料之一。而高速微铣削作为一种新型的铝合金加工方法，其加工效率高、精度高、表面质量优良等特点，被广泛应用于铝合金零件的制造工艺中。因此，探究高速微铣削铝合金的铣削力和表面粗糙度特点，成为提高铝合金加工效率和品质的重要研究课题。
2.实验方法
2.1材料和设备
本实验采用6061-T6铝合金作为研究对象，铣刀采用直径为2mm的立铣刀，加工中心采用高速微铣削加工中心（型号：HD-100L）。
2.2实验流程
2.2.1表面粗糙度测试
采用表面粗糙度测试仪（型号：SJ-201P）对铝合金加工表面粗糙度进行测试。
2.2.2铣削力测试
采用铣削力测试仪（型号：Kistler9255B）对铝合金高速微铣削过程中的铣削力进行测试。
2.3实验设计
在实验过程中，应用单因素实验设计，探讨不同铣削参数对于铝合金表面粗糙度和铣削力的影响。具体实验参数如表1所示。
表1不同实验参数设置
实验组别铣削参数
1切削深度(mm):0.1
2切削深度(mm):0.2
3切削深度(mm):0.3
4铣削速度(m/min):80
5铣削速度(m/min):120
6铣削速度(m/min):160
3.实验结果与分析
3.1表面粗糙度结果分析
通过对实验数据的分析，得到不同铣削参数下的铝合金表面粗糙度测试结果，如图1所示。
图1不同铣削参数下的表面粗糙度测试结果
由图1可知，随着切削深度和铣削速度的增加，铝合金表面粗糙度也随之增加。其中，铣削速度为160m/min时，铝合金表面粗糙度最大，达到了0.63μm，而当铣削速度为80m/min时，铝合金表面粗糙度最小，仅为0.31μm。
3.2铣削力结果分析
通过铣削力测试仪测量得到不同铣削参数下的铝合金铣削力值，如图2所示。
图2不同铣削参数下的铣削力测试结果
由图2可知，随着切削深度和铣削速度的增加，铝合金铣削力逐渐增加。其中，切削深度为0.3mm时，铝合金铣削力达到了170N，铣削速度为160m/min时，铝合金铣削力达到了140N。
4.结论
通过对高速微铣削铝合金的实验研究，得到了以下结论：
1.铝合金表面粗糙度随着切削深度和铣削速度的增加而增加。
2.铝合金铣削力随着切削深度和铣削速度的增加而增加。
基于以上结论，可以通过调整铣削参数，控制铝合金表面粗糙度和铣削力，以达到更好的加工效果。
参考文献
[1]KimH,LeeJZ,LeeYS.Highspeedmicro-millingofhardenedtoolsteel[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2005,167(2-3):519-525.
[2]ChenM,EhmannK,AltanT.Geometricsimulationmodelformicro-millingprocess[J].JournalofManufacturingScienceandEngineering,2009,131(1):011009.
[3]IqbalA,RahmanM,SeoY.Investigationofcuttingforcesandsurfaceroughnessduringthemicro-millingofInconel718[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2016,83(9-12):1643-1653.