小直径铣刀高速铣削淬硬钢薄壁件的切削参数优化.pdf

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1、机械设计与制造第9期178MachineryDesign&Manufacture2012年9月文

2、．t编号：1001—3997(2012)09—0178—03小直径铣刀高速铣削淬硬钢薄壁件的切削参数优化木张宝磊I'z覃广伟胡映宁张忠南(，桂林航天工业高等专科学校机械工程系，桂林541004)(广西大学机械工程学院，南宁530004)TheOptimizationofCuttingParametersWhenHighSpeedCuttingThin-WalledWorkpiecesofHardenedSteelUsingMicro—EndMilIZHAN

3、GBao—lei．一．QINGuang-wei，HUYing-ning2,ZHANGZhong—nan(~DepartmentofMechanicalEngineering，GuilinCollegeofAerospaceTechnology，Guilin541004，China)(2CollegeofMechanicalEngineerin，GuangxiUniversity，Nanning530004，China)【摘要】以正交试验为基础，采用小直径铣刀高速铣削淬硬钢薄壁件，研究不同的切削参数对淬硬钢薄壁件高速铣削时的径向切削力、振动以及工件表面粗

4、糙度的影响并对切削参数进行优化。首先将研究目标化为衡量产品质量稳定性的SN比；然后采用主成分分析法将多目标质量特征转化为单目标质量特征并结合方差分析对切削参数进行优化，不仅分析了切削参数对综合质量目标影响的显著性，而且得出了较为合理的切削参数，对淬硬钢薄壁件的高速铣削具有一定的指导意义。关键词：淬硬钢；薄壁件；田口法；主成分分析法；优化【Abstract】Basedontheorthogonalexperiments，usingmicro—diametertoolcutthin-walledpartsofhardenedsteelinhigh-spee

5、dtoresearchtheefectsofdifferentcuttingparametersontheradialcuttingforce，vibration，andsu~Caceroughnessandoptimizethecuttingparameters．Firstlymakingtheresearchinggoal∞measuredSNratioofthestabilityofproductquality，thenusingprincipalcomponentanalysistomokethemulti-objectivequalitych

6、aracteristicsintoasingleobjectivequalitycharacteristicscombinedwithanalysisofvoJt'ioll~etooptimizethecuttingparameterswhichnotonlyanalyzethesignificantimpactsofcuttingparametersoncomprehensivequalitybutalsoobtainmorereasonablecuttingparametersanditcanbeacertainguidings~ifiCOllAg

7、eforcuttingthin-walledpartsofhardenedsteelwithhispeed．KeyWords：HardenedSteel；Thin_1ailedWorkpiece；TaguchiMethods；PrincipalComponent?Analysis；Optimization．1hH。二1hh-．。二1_—dn．小．，t．1，j-_，t_1N-+，、，_t、中图分类号：TH16；U483；TB523文献标识码：A1引言进行优化选择，在保证表面粗糙度要求的情况下减小切削力以及降低切削过程中的振动，提高加工效率。试验采用L,6

8、(4s)安排正薄壁件在模具结构中大量存在，其加工工艺直接关系到整交试验，试验参数，如表1所示。个模具的加工效率和质量。国内外学者主要研究了航空铝合金、表1正交试验参数表钛合金大型薄壁件的加工，他们通过研究铝合金薄壁件加工中由于薄壁的低刚度引起的变形，通过理论建模、试验分析和软件分析的方法，解决了由于薄壁加工的复杂性所造成的加工质量恶化问题【。然而，目前在模具加工中对淬硬钢薄壁件研究还不够深入，实际生产中加工参数以及加工策略也主要依据工人师傅现场经验进行选择，极大地影响了薄壁模具的加工效率和质量。结合田口法和主成分分析法通过对薄壁件铣削时的径向切削力，振

9、动3田口法及主成分分析法理论以及加工表面粗糙度进行综合研究，对铣削参数进行合理优化。田口法又称