插铣加工实验研究

论文摘要

插铣法(Plunge milling)又称为Z轴铣削法,是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一。近年来,随着科学技术的进步,精密机械、电子、宇航、造船工业、煤炭工业和模具制造的迅速发展,新材料、新产品、新结构不断出现。难加工材料、复杂曲面、深腔及薄壁件的加工存在着加工效率低,制造成本高等缺点。插铣法能够很好的解决上述问题,因为插铣加工刀具受到的径向力小,对刀具抗弯折性要求低,可选用较大切削用量,金属切除率高,适用于切深大、加工余量大的工件粗加工。目前国内对插铣的研究多限于应用领域,对其相关机理研究较少；插铣加工方法应用还不广泛。对于插铣加工的理论及实验研究势必将加深人们对插铣加工方式的理解,推动其在金属切削领域中的应用。本文对插铣加工进行了实验研究,并在此基础上,对插铣加工相关理论进行了探讨,研究的主要内容如下：(1)概述插铣加工的工作方式及插铣加工的特点,分析了插铣法加工国内外研究状况。(2)对插铣加工中铣削力及加工表面粗糙度进行初步的机理分析。以插铣产生的切屑为研究切入点,建立切削力模型。(3)为研究切削参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,进行实验方案的设计。根据实验用插铣刀的性能及工件材料,确定了实验采用的各铣削用量,构建插铣加工铣削力测量及表面粗糙度测量实验平台。(4)对铣削力、表面粗糙度实验数据进行分析处理。(5)为体现了插铣加工的特点,进行了插铣加工薄壁零件实验。本文建立的铣削力模型,多元线性回归得出的铣削力的经验公式,对表面粗糙度的理论及实验探讨等研究成果,对插铣加工实际应用有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 插铣加工的特点
• 1.2.1 插铣加工方式
• 1.2.2 插铣加工优点
• 1.3 插铣加工国内外研究概况
• 1.3.1 插铣机理方面的研究
• 1.3.2 插铣应用研究概况
• 1.4 论文的主要工作及意义
• 第2章 插铣加工机理的初步探讨
• 2.1 插铣铣削方式
• 2.2 逆铣铣削力模型的建立
• 2.2.1 切屑径向厚度
• 2.2.2 切削厚度
• 2.2.3 切削力
• 2.3 顺铣铣削力模型建立
• 2.3.1 切屑径向厚度
• 2.3.2 切削力
• t,K_r,K_a的确定'>2.4 K_t,K_r,K_a的确定
• 2.5 插铣加工表面粗糙度
• 2.5.1 竖直方向表面粗糙度
• 2.5.2 水平方向表面粗糙度
• 2.6 本章小结
• 第3章 插铣实验研究方案设计与系统构建
• 3.1 实验的主要目的和内容
• 3.1.1 实验的主要目的
• 3.1.2 实验的主要内容
• 3.2 实验方案设计
• 3.2.1 铣削用量的选择
• 3.2.2 铣削力研究实验方案
• 3.2.3 表面粗糙度研究实验方案
• 3.2.4 薄壁加工实验方案
• 3.3 实验系统构建
• 3.3.1 实验软硬件准备
• 3.3.2 实验平台搭建
• 3.3.3 实验设备简介及调试
• 3.4 实验操作过程与数据采集
• 3.4.1 实验采用的数控加工程序
• 3.4.2 插铣加工实验步骤
• 3.4.3 铣削力的采集
• 3.5 本章小结
• 第4章 实验数据处理与分析
• 4.1 铣削力实验数据处理
• 4.1.1 铣削方式的对比
• 4.1.2 单因素铣削力试验
• 4.1.3 正交试验数据处理
• 4.2 表面粗糙度数据处理
• 4.2.1 水平步距对表面粗糙度的影响
• 4.2.2 切削速度对表面粗糙度影响
• 4.2.3 每齿进给量对表面粗糙度影响
• 4.3 薄壁加工
• 4.4 插铣同立铣切削效率对比
• 4.4.1 立铣切削效率
• 4.4.2 插铣切削效率
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢