第3期 2017年3月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)03002404
D0I:10. 13462/j. cenki. mmtamt.2017.03.007
PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力研究
闫秀丽，张满全
（包头钢铁职业技术学院机械工程学院，内蒙古包头014010）
No.3 Mar.2017
摘要：单固素实验研究金刷石涂层刀具高速铣刷石累，改变切削用量等因素对切削力的影响。研究切削力参数，找出其显著性因素，为提高砂表面加工精度，改善机床的动力学特性提供理论依据通过设计正交试验方案，在不同的切削参数（切削速度、进给量、切削深度）下进行PVD涂层刀具高速铣削砂岩切削力试验。利用测力仪测出各组试验的切削力信号图，并记录各组切削力的试验结果。分析单一切削参数的变化对切削力的影响情况，采用最小二求法原理对切削力经验公式回归系数进行参数估计，并对经验公式进行相关性检验，检验结果表明显著性很高。最终得出结论：对切力影响最大的固素是切削深度，且随着切削深度的增加切削力增加；切削力影响最小的固素是切削速度，且随着切削速度的增加切削力减小。
关键词：切削参数；切削力；最小二乘法；砂岩；高速铣削
中图分类号：TH162;TG506
文献标识码：A
Study on Cutting Force of High Speed Milling Sandstone Using PVD Coating Tool
YAN Xiu-li,ZHANG Man-quan
( School of Meachanic Engineering , BaoTou Iron & Steel Vocational Technical College , Baotou Inner Mongolia, 014010,China)
Abstract : The high-speed milling of sandstone cutting force experiment was carried out with CVD coated tool under different cutting parameters ( cutting speed, feed speed, depth of cut) on the basis of designing the orthogonal test scheme. The force tester was used to cutting force signal, and result of cutting force was aeseoaa experiments. The parameters cutting force coefficients of empirical formula regression were estimated using the least squares principle and the correlation of empirical formula was tested. ,the tested results show that significance is high. The results show that depth of cut has the most influence on cutting force , and the cutting force increases with the increase of cutting depth; The cutting speed is the least influence on cutting force, and he cutting force decreases with the decrease of cutting speed.
Key words: cutting parameters ; cutting force ; the least squares principle ; sandstone ; high-speed milling
0引言
天然砂岩凭借其无污染、无辐射、无反光、不风化
不变色、吸热、保温、防滑等优点，从几百年前的古建筑装饰到现代的建筑石材领域，一直绽放着它特有的光芒。在当今建材种类丰富的大环境下，天然石材的应用正逐步走人人们的视野。在高速切削的机理研究中，切削力是非常重要的研究要素之一，国内外的专家学者们都对高速加工的切削力有过系统的研究，在国内，王成勇等人研究了高速铣削率硬钢时拐角过程中切削力变化，结果发现：不同切削参数、拐角角度对铣削力均有不同程度的影响；在国外，AbraoMendes等人用陶瓷刀具高速切削AISI52100轴承，结果发现径向切削力最大，其次是主切前力和轴间切削力。由于砂
收稿日期：20160426；修回日期：20160718
岩属于硬脆性材料，与金属内部致密均勾的结构不同，其内部是由颗粒状的组织物粘结面成，结构组成比较特殊，故在切削的过程中，切削力的产生规律变的更为复黎。
作为高速铣削砂岩切削特性的研究重点之一，切力的测量、切削力测量值的分析处理都不是简单的过程，切削砂岩过程中刀具的磨损、切削温度的变化机床的囊动等都在一定程度上造成切前力的测量误差，故基于现场真实数据的统计回归数学模型则成为准确性较好的切削力研究方法。在高速铣削条件下利用实验数据，分析切削参数对切削力的影响效应，建立经验模型并验证，最繁获得最佳工艺参数，为高砂岩表面加工精度的提高和机床的动力学特性的改善提供坚实的理论依据。
作者简介：月秀丽（1983—）.女，内蒙古索峰人，包头钢铁职业技术学院讲师，碳士，研究方向为机电一体化，（E-mail)184136848@qq.com，万方数据