PCBN可转位面铣刀铣削灰铸铁HT的试验研究

PCBN可转位面铤刀铤削灰铸铁HT200的 试验研究 PCBN可转位面铢刀铳削灰铸铁 HT200的试验研究 神会存宗万栓王晶 中原工学院机电学院，河南郑州450007 摘要采用多因素正交试验方法进行PCBN可转位面铢刀疑削灰铸铁HT200的试 验，通过最小二乘法和 回归分析建立了疑削力经验公式模型.回归方程及回归系数的显着性检验表明所 建立的模型可信 度较高.试验结果表明3个方向的疑削力中，切向疑削力F最大，其次是轴向铢削力 和径向切削 力F.通过对试验结果的分析,总结出了各铢削参数对于铢削力的影响变化规律，给 出了切削参数 的推荐取值范围. 关键词PCBN可转位面铢刀灰铸铁HT200铢削试验铢削力 中图分类号TG714文献标识码A ExperimentalstudyonmillinggraycastironHT200using PCBNindexablefacemillingtool SHENHuicun,ZONGWanshuan,WANGJing SchoolofMechanicalandElectronicalEngineering,Zhongyuan UniversityofTechnology,Zhengzhou450007,CHN AbstractMulti-factorohogonalexperimentisadoptedtocarryoutexperimentofm illinggraycastiron HT200usingPCBNindexablefacemillingtool.Millingforceempiricalequationmodelises tablishedby meansofleast squareandregressionanalysis.Significancetestofregressionequationandre一 gressioncoefficientshowestheestablishedmodelhashighcredibility.Testresultsshowamo ngthree millingforces,thebiggestoneistangentialforceF,thesmallestoneisradialforceFy,whereasv alue ofaxialforceFisbetweenFandFy.Throughanalyzingexperimentresults,relationshipofmil lingpa一 rametersinfluenceonmillingfaceissummarized.Recommendationofmillingparameterval uerangeis putforward. KeywordsPCBN;IndexableFaceMillingTool;GrayCastIronHrlEOO;MillingExperiment ;MillingForce PCBN（聚晶立方氮化硼）是近年发展起来的超硬 刀具材料，由于具有硬度高，耐热与耐磨性好,不易与 铁族金属发生粘结等特点,广泛用于难加工材料切削， 高速铢削,硬切削等领域4J.用其加工汽车发动机 缸体，水泵泵壳，柴油机机体等装备零部件常用的灰铸 铁材料，可以取得提高表面质量与生产效率，降低生产 成本的效果.因此对PCBN刀具加工灰铸铁的相关问 题进行研究是一件很有意义的工作.本文主要是通过 PCBN可转位面铢刀铳削灰铸铁HT200的试验研究， 建立疑削力经验公式模型，探讨各铢削参数对铢削力 的影响情况. 1试验方案与结果 采用多因素试验法对PCBN可转位面铢刀说削灰 铸铁进行试验，测得PCBN可转位面铢刀的铢削力，通 过正交试验设计和正交回归分析法，获得铢削力的经 验公式，并分析其可靠性和各疑削用量对铢削力的影 响程度，为选择合理的铢削用量作指导. 1.1试验条件 试验机床为XA5032立式升降台铢床，试验刀具 河南省科技攻关项目092102210289,河南省政府决策研究招标课题8577,河南 省教育厅自然科学研究资助计划项目2010A460019资助 等一 是我们设计的PCBN可转位面铢刀，采用车铢磨动态 测力仪DJCL 一 1型切削力试验系统测量三向铳削 力.切削材料是周口扶沟发动机缸盖厂提供的HT200 缸盖,硬度为190-200HB,干式铳削. 1.2试验方案与结果 试验中根据加工要求，生产现场的加工参数，以表 面完整性为主要评价指标选取使用的参数.为减少试 验次数，采用多因素正交试验方法，选择.3正交 表安排实验.通过选用不同的切削参数加工,以进行 切削力的测量，并对试验结果进行研究,得出所选取变 量参数对切削力的影响.从研究结果的实用性出发， 各因素水平的取值均考虑是在普通铢床上常用的参数 范围内，具体数值的选取见表1. 表1水平表 因素 水平铢削速度每分钟进给量背吃刀量 / m/sVr/ram/rain0D/ 131m 17.853002 29953754 312.356006 按照试验顺序调节铢床的切削参数，分别进行9 组切削力试验，试验中测得三向疑削力分别F,F, ，试验结果见表2. 表2铢削力试验方案及试验结果 试验 8,f/P,F/NF /NF/N 顺序m/sram/rainmm, 17.85300235.4819.9545.71 27.853754123.0338.02131.83 37.8560061412538.90204.17 49.95375267.6125.7083.18 59.956004107.1532.3611220 69.953o06102.3330.90147.91 712356oo244.6722.3958.88 812.35300464.5727.5481.28 912.353756120.2333.11128.82 2铳削力经验公式模型的建立 由金属切削原理可知，目前生产中计算切削力的 经验公式可分为指数公式和单位切削力公式,其中常 根据指数公式和试验所得的大量数据建立经验公式来 计算切削力.在铢床和刀具参数确定的前提下，所用 的指数公式为 FC,nr0b3Nl 式中c为与被加工材料和切削条件有关的系数;6., b,b为指数. 式1两边分别取对数得 lgFlgCF611gn621gvs63]ga.2 令]gF,llgn,2lgvs,3lga,60lgC„ 可 得 Yb0bllbzx2b3x33 建立多元线性回归方程 fYl0卢 111212卢 313sl jY2.卢 121卢 222卢 323占 f4I 丫9卢 0J8191卢 292393 其中是试验随机变量误差.式4用矩阵形式表示 为 Yxp5 采用最小二乘法，设6.