钛合金径向切深ae变化对高速铣削力的影响

　　刀具选用Walter硬质合金镶齿立铣刀，牌号为ZDGT150416R-K85 WMG40，未涂层，直径25mm，刀尖圆角半径r=1.6mm，两齿，见图1。分别在干铣削、空气油雾和氮气油雾介质下开展高速铣削铁合金TC4的单因数铣削力试验研究。

图1 立铣刀结构图和铣削示意图

　　设定参数：vc=190m/min,ap=5mm,fz=0.1mm/z，分别测量ae=0.5,1,2,3,4,5mm时的铣削力，显示结果见图2。

(a)x方向最大铣削分力 (b)y方向最大铣削分力

(c)z方向最大铣削分力 　(d)最大铣削合力

图2 不同介质下铣削力随ae变化的曲线

　　从图2中可以看出：三种介质下的Fxmax,Fymax,Fzmax，和Fmax都随久增大而增大，其增大趋势基本呈线性关系，原因是随着径向切深的增大，刀具和工件间的铣削包角增大，使刀具的铣削面积增大，从而刀具和工件间的摩擦力增大，所以导致Fymax：增大;试验中采用的是刀片铣削，刀具的螺旋角为0°,因此随着径向切深ae的增大，x向和z向的最大的铣削力变化并不是很明显，这和理论上的分析是相符合的。对曲线分别进行线性和指数拟合，其相关系数R2都在0.91以上。

　　图2(a)表明三种铣削介质下的Fxmax随ae增加的趋势基本相同，但幅度都不太明显，干铣削的Fxmax稍大于空气油雾和氮气油雾。从图2(b)、(c)、(d)可以看出Fymax、Fzmax和Fmax随ae增加的幅度较大，不同介质下的变化曲线相似;空气油雾和氮气油雾下的Fymax、Fzmax和Fmax都比干铣削小，其中干铣削的铣削合力比空气油雾分别大了22.2%、15.07%、25.75%、5.98%、8.3%和5.45%，比氮气油雾大18.3%、16.6%、27.5%、15.96%、8.38%和7.92%。另外，空气油雾和氮气油雾下的铣削力大致相同。