铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削切削振动研究.pdf

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1、学术论文RESEARCH铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削切削振动研究术熊文亮1，葛英飞2，刘畅2，郭新1，李春广1，付细群1(1．南车南京浦镇车辆有限公司，南京210031；2．南京工程学院机械工程学院，南京211167)【摘要】使用直径为20mm的商用高速钢和硬质合金刀具，在中低切削速度和大切宽条件下对高速列车车体用T5热处理6N01铝合金双壳薄壁w型结构件进行重负荷铣削试验，重点对铣削振动及其影响因素进行研究。结果表明："-3铣刀铣削至结构件的筋板交叉处时振幅有突变增加，其值为铣削铝合金薄壁时的3

2、～6倍；在中低速铣削范围内，重负荷铣削该结构件时易发生自激振动和强迫振动。研究同时表明，机床转速和每齿进给量是影响切削振动的显著因素，波刃刀具切削振动幅值显著大于非波刃，螺旋角较大的刀具和齿数较少的刀具其切削振动较小；在剧烈的切削振动下，高速钢刀具易发生刀尖崩刃，波刃刀具则易发生严重粘结。关键词：铝合金；薄壁中空结构件；重负荷铣削；切削振动CuttingVibrationWhenHeavyMillingofAluminumThin—WalledHollowStructurePartsXIONGWen

3、lian91，GEYingfei2，LIUChan92，GUOXinl，LIChunguan91，FUXiqunl(1．CSRNamingPuzhenCo．Ltd．，Nanjing210031，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)【ABSTRACT】Sinteredhighspeedsteelandcarbidetoolswiththediameterof20mm

4、wereselectedtoinvestigatethecuttingvibrationandtheinfluencefactorswhenheavymilling6N01一T5aluminumthin-walledhollowstructure．Theresultsshowedthatthecuttingvibrationfluctuatedtempestuouslywhencuttheintersectionofthethinwall．Themaximumampli—tudesare3to6ti

5、mesbiggerthanthatofcuttingthemonolayerthin—walledaluminum．Self-exitedorforcedvibrationeasilytookplaceforthet001．workpiecesystemunderthewiderangeofcuttingparametercombination．Theresultsalsoshowedthatspindlespeedandfeedratearethesignificantfactorsthataff

6、ectedthecuttingvibration．Theuseofbiggerhelicalangle，lesstoothnumberorno-waveedgecurercoulddecreasethecuttingvibrationeffectively．Undertheviolentcuringvibra—tion，chippingforthehighspeedsteeltoolandsevereadhesiveforthewaveedgecureroftencouldbeobserved．Ke

7、ywords：Aluminumalloy；Thin—walledhollowstructure；Heavymilling；CuRingvibrationDoI：10．16080／j．issnl671-833x．2016．1／2．110切削振动长久以来一直是切削加工技术的一项重点研究内容，因为它与零件的加工变形、加工表面质量(特别是表面粗糙度)、刀具磨损等有着重要的联系。对于铝合金薄壁、框体等特殊结构件，加工变形和加工表面质量一直是国内外研究者重点解决的科学和技术难题。然而，纵观近年来关于铝合金加工表

8、面质量、加工变形方面的研究文献可发现，大多数的研究者通过表面粗糙度信号或切削力信号来间接地研究切削振动对加*基金项目：南京市科技发展计划项目(201306024)、江苏省教育厅2014年度“青蓝工程”资助项目、南车南京浦镇车辆有限公司重大项目(C017)。110航空制造技术·2016年第1／2期工变形、刀具磨损、切削温度、加工表面质量的影响[b-4]。在切削振动研究方面，很多研究者仅就振动信号的频谱或功率谱进行研究以辨别引起振动的诸多因素及其显著性陋。8】，而对刀具特