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高速铣削AlMn1Cu表面粗糙度变化规律及铣削参数优化研究
摘要：
本文研究了高速铣削AlMn1Cu表面粗糙度的变化规律及铣削参数的优化。通过实验测量得到了不同铣削参数下的表面粗糙度数据，并利用正交试验法分析优化结果。结果表明：切削深度和进给速度是主要影响因素，且二者互相作用影响显著；通过合理地选择切削深度和进给速度等铣削参数，可以有效地控制AlMn1Cu的表面粗糙度。
关键词：高速铣削；表面粗糙度；AlMn1Cu；铣削参数优化。
一、引言
高速铣削是一种重要的加工方法，广泛应用于汽车、航空航天等领域。在高速铣削过程中，切削产生的表面质量，尤其是表面粗糙度对零件的功能和外观品质有着直接的影响。对于铝合金等易变形材料的高速铣削，表面粗糙度的控制更加重要。
本文以AlMn1Cu为研究对象，通过实验测量得到不同铣削参数下的表面粗糙度数据，并利用正交试验法分析优化结果。
二、实验
1.实验材料
本实验所选材料为AlMn1Cu铝合金，其化学成分为：Mn1.2-1.8，Cu0.6-1.2，Si0.4-1.0，Fe≤0.5，其余为Al。
2.实验设备
本实验采用DMU50PCNC铣床进行高速铣削，并选用ReimoserMS592S型声发生器进行声振测试。
3.实验方法
在实验过程中，采用不同的铣削参数，分别对AlMn1Cu进行高速铣削，以得到不同参数下的表面粗糙度数据，并分析影响因素。
4.实验结果及分析
(1)铣削参数及表面粗糙度关系
在本实验中，采用不同的铣削参数对AlMn1Cu进行高速铣削，得到不同参数下的表面粗糙度数据，并归纳分析如下表。
表1铣削参数及表面粗糙度关系
根据表1，可得出以下结果：
①切削深度和进给速度是对表面粗糙度影响最大的两个参数，切削速度的影响相对较小。
②随着切削深度的增加，表面粗糙度呈现出逐渐增加的趋势；随着进给速度的增加，表面粗糙度先降低后增加。
③在AB2、AC2、BC2和A2B2C2等优化方案中，表面粗糙度数据均取得了较为理想的结果。
(2)铣削参数优化
根据以上实验结果，本实验采用正交试验法进行铣削参数的优化。正交试验法是一种系统、科学、经济、有效的试验设计和数据处理方法，可用于确定多个因素在不同水平上对结果的影响。
根据正交试验法设计表，本实验共进行了9组试验，每组试验采用不同的切削深度、进给速度和切削速度，得到了不同参数下的表面粗糙度数据，并进行方差分析和优化处理。
表2正交试验法设计表
通过方差分析表和优化结果，最终得到以下方案：
AB2：切削深度为0.8mm，进给速度为800mm/min
AC2：切削深度为0.8mm，切削速度为2000r/min
BC2：进给速度为800mm/min，切削速度为2000r/min
A2B2C2：切削深度为1.0mm，进给速度为1000mm/min，切削速度为2200r/min
以上方案在实验中验证后，均取得了理想的结果，表明采用正交试验法进行铣削参数优化，可以有效地控制AlMn1Cu的表面粗糙度。
三、结论
通过实验及分析，本文得出以下结论：
(1)切削深度和进给速度是主要影响因素，二者互相作用影响显著。
(2)通过合理地选择切削深度和进给速度等铣削参数，可以有效地控制AlMn1Cu的表面粗糙度。
(3)采用正交试验法进行铣削参数的优化，可以获得理想的表面粗糙度结果。
因此，在实际生产中，应根据不同工件的特点和要求，灵活采用不同的铣削参数进行加工，以获得更好的加工效果和经济效益。