铣刀刃口钝圆半径对铣削Ti6Al14V温度研究

田兴强++聂华伟

摘 要：采用正交实验法，分析了主要切削参数：主轴旋转，牙齿进给量、轴切深、人切深和钝圆半径对铣削Ti6Al14V材料时刀具温度变化的规律。重点运用Advantage 3D仿真软件以铣削Ti6Al14V刀具切削刃刃口钝圆半径为研究对象，分析得到钝圆半径切削温度影响规律，为铣削Ti6Al14V时铣刀刃口钝圆半径的设计提供依据。

关键词：钛和金Ti6Al14V；刃口钝圆半径；切削温度

中图分类号：TG506.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0092-02

本文通过铣削刀具切削刃刀片Ti6Al14V口钝圆半径为研究对象，通过3 d哗叽Advantage切削温度最低法律、优化指标；适铣切削刃的刀具Ti6Al14V口钝圆半径优化；并通过、切削力的分析，研究不同的钝圆半径对铣削加工v14al6ti过程产生影响铣削时Ti6Al14V铣刀刃14口钝圆半径的设计提供依据。

1 铣刀分析模型的建立

三维软件，并且solidwroks2010不同钝圆半径铣刀，铣刀前角是14 °，后角为24 °、切削刃宽1.7 mm。3 d fem 5.5分为Advantage软件中刀具材料，硬质合金选配件和钛作为Ti6Al14V，初期的设定温度为20 ℃、刀具转动角度为90 °，模拟立铣刀铣削过程相反的前列腺炎。

2 实验方案的确定

采用了正交实验法科学合理地安排试验，因此“平衡协调”原则的基础上通过了实验的次数，得出较优的实验方案，运用方法差检测法，实验结果进行分析，得出铣削加工的合理性的加工参数。初学者的定制、加工效率、加工成本和加工产品质量有重要影响。主要切削参数：主轴旋转，牙齿进给量、轴切深、人切深和钝圆半径。4座级选择每个元素的参考资料和现有设备的条件，其中包括选举——5因素4水平值表，见表1。

3 切削温度仿真结果及分析

实验结果，见表2，极差分析，见表3。

根据正交实验表2中1～16组实验结果，绘制各切削参数对切削温度的影响规律图，如图1所示。

从图1可以看出，主轴转速由3 500 r/min增加到4 500 r/min，铣削温度基本无变化，这是由于单位时间内金属切削量也增加，切屑带走的热量增大，固有的温度无明显变化，随着轴的

转又多了，铣削温度有缓慢增大的趋势。每齿进给量对温度影响规律，如图2所示。

从图2可以看出，随着每齿进给量增加，金属切削的单位时间内增加的数量成正比，温度增加。另外增加进给量变形系数减小，单位切削量的切割效果下降、切削所带走的剪切热、摩擦生热人数不断增加，温度不断减少。如图3所示。

从图3可以看出，铣削温度随着轴向切深的增加，铣削温度先进的迹象增加再减小后趋于平缓的趋势。这是轴切深的增加，切削力呈明显增大的趋势，所以切深由0.5 mm增加到 0.75 mm时，铣削温度增大明显，但当轴向切深大于1.25 mm，铣削材料的去除率大幅度提高，切削带走大量的切削热，故此区域轴向切深对铣削温度变化影响较小。如图4所示。

从图4可以看出，随着径向切深的增大，铣削温度有逐渐升高的趋势。径向切深的增加使得刀齿实际的切削时间增加，热量传导工件及刀具的时间也增加，所以增加径向切削深度，铣削温度将上升。如图5所示。

从图5可以看出，随着钝圆半径增大铣削温度先减小后趋于平缓，当刃口钝圆半径为0.02 mm时，铣削温度达到最小值。钝圆半径增加增大了、刀具-切屑、刀具-工件接触面面积增大，刀具代代相传的热量增大，钝圆半径逐步增多，刀具传出的热量增大，钝圆半径增加等效负前角增加，所以温度有下降趋势。

4 结 语

牙齿进给量的回、轴切深、人切深和钝圆半径对铣削温度的影响可以得到规律，可以以下的结论：

①主轴转速的增加，铣削温度增加。

②增加对铣削温度量的进给牙齿每增加后呈下降趋势。

③随着轴向切深增加铣削温度呈现先增大再减小后趋于平缓的趋势，径向切深的增加导致铣削温度增加。

④铣削钛和金Ti6Al14V，当刃口钝圆半径为0.02 mm时，铣削温度达到最小值。

难加工材料加工时采用钝化刀具，可以提高刀具的耐用度。钝圆半径对铣削温度的影响最大，因此在铣削加工钛和金Ti6Al14V时， 选择合适的钝圆半径对降低铣削温度具有重要意义。

参考文献：

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[2] 刘月萍.铣削Ti6Al4V刀具刃口钝化研究[D].济南：山东大学，2010.

[3] 贾秀杰，李剑峰，孙杰.刀具钝化对切削力及表面粗糙度的影响[J].计算 机集成制造系统，20011，（17）.