TC4材料属(shu)于难(nan)加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)，材料(liao)属性密度(du)、比热(re)容、导热率等较(jiao)高(gao)。为(wei)了研(yan)究铣削加(jia)工(gong)参(can)数(shu)对TC4表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)的影响，笔(bi)者(zhe)采用 FX800 五(wu)轴加(jia)工(gong)中心进(jin)行TC4加(jia)工实验(yan)，通过调(diao)整转速(su)、进给量和切(qie)削速(su)度，分为 5 组(zu)进行铣削(xue)试验(yan)，采(cai)用φ12 mm 涂层(ceng)合金(jin)立(li)铣(xi)刀，背(bei)吃刀(dao)量均(jun)为(wei)0.1mm，试(shi)验件为TC4长(zhang)方(fang)体(ti)试(shi)样(yang)。
钛合金(jin)加工(gong)是(shi)一个复(fu)杂(za)的(de)材料(liao)去除(chu)过程(cheng)，纪煦(xu)[1] 等(deng)人通(tong)过曲(qu)面(mian)响应法(fa)进(jin)行(xing)TC4的表(biao)面(mian)粗糙度加(jia)工(gong)研(yan)究。安(an)熠蔚[2] 对(dui)TC4针对增(zeng)材制造件(jian)进(jin)行铣(xi)削(xue)研(yan)究，通(tong)过(guo)试(shi)验得出(chu)合(he)理铣(xi)削参(can)数(shu)。胡(hu)伟楠[3] 进(jin)行TC4高(gao)速切(qie)削加(jia)工(gong)性(xing)试(shi)验，得(de)出合(he)理的TC4 高(gao)速(su)切削参(can)数(shu)。
1、TC4 铣(xi)削(xue)原(yuan)理分(fen)析(xi)
TC4铣(xi)削过(guo)程(cheng)中主(zhu)要考虑主(zhu)轴(zhou)转速(su)、铣(xi)削(xue)速(su)度(du)、每齿(chi)进给量和背吃(chi)刀量(liang)等参(can)数(shu)，根(gen)据(ju)TC4性(xing)能合(he)理设(she)计加(jia)工(gong)参(can)数(shu)。已知TC4密度 4.4 kg·m-3、弹(dan)性模量(liang) 115 GPa 等(deng)，铣削难(nan)度随(sui)材料(liao)属(shu)性(xing)变(bian)化(hua)（见表 1）。其中(zhong)铣(xi)削(xue)速(su)度(du)理(li)论(lun)计(ji)算公式如(ru)下：
2、TC4 铣(xi)削(xue)实验方案(an)分析(xi)
本(ben)文(wen)铣削实(shi)验(yan)分(fen)为 5组进(jin)行(xing)，铣(xi)削(xue)深(shen)度(du) 0.1mm，主(zhu)轴(zhou)转速分(fen)别设(she)计(ji)为 663 r/min、796 r/min 和(he)928 r/min，进(jin)给(gei)量分别为 200 mm/min、300 mm/min和(he) 400 mm/min，铣(xi)削(xue)速(su)度(du)分(fen)别为(wei) 25 m/min、30 m/min 和(he) 35 m/min。通过调(diao)整铣削(xue)参数进(jin)行TC4铣削实验(yan)，得(de)出铣削深度(du) 0.1 mm 时(shi)各组(zu)的(de)合理(li)铣(xi)削参数(shu) （见(jian)表(biao) 2）。
3、TC4 实验(yan)数(shu)据(ju)分析
试(shi)验(yan)采用 FX800 五轴(zhou)加工(gong)中心，刀具为(wei) φ12mm 涂层合(he)金(jin)立铣(xi)刀(dao)，通过 FX800 自(zi)动(dong)编程(cheng)和(he)调取刀(dao)具(ju)，用往复(fu)走刀铣削 （见图(tu) 1、图 2）。
在 FX800 铣削(xue)实(shi)验(yan)工(gong)件，按照实验设(she)计(ji)方案(an)，加工(gong)方式(shi)和加工(gong)纹理(li)相同，加(jia)工后(hou)测量(liang)表面粗糙(cao)度(du)（见图(tu) 3~图 8），由粗糙(cao)度(du)仪(yi)测出(chu)粗(cu)糙(cao)度数据(ju)并(bing)记录(lu)，测(ce)量(liang)时以(yi) 0°、90°、45°和-45°测(ce)量(liang)，最(zui)终(zhong)将测量(liang)数据进行平均值(zhi)处理 （见(jian)表 3）。
通过对比(bi)分(fen)析，第(di)三(san)组表面(mian)粗糙度最大，第(di)二(er)组(zu)表(biao)面(mian)粗(cu)糙度最(zui)小(xiao)，可(ke)见(jian)转(zhuan)速和(he)铣(xi)削(xue)速(su)度相(xiang)同时进(jin)给(gei)量大者表面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)大(da)；转速(su)低(di)、进(jin)给量(liang)大时(shi)表面(mian)粗(cu)糙度增(zeng)大(da)；而转速高、进(jin)给量(liang)略(lve)高时表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)小。试验结(jie)果表明(ming)，转速 796 r/min、进给量 300mm/min、铣(xi)削速度 30 m/min 时的(de)表(biao)面粗(cu)糙(cao)度(du)为最(zui)优。
4、结语
通过(guo)本文(wen)TC4铣(xi)削实验的数(shu)据(ju)分析结(jie)果(guo)表明，转(zhuan)速和进给(gei)量对(dui)TC4加工表(biao)面粗(cu)糙度(du)的影(ying)响较(jiao)大(da)，在(zai)铣(xi)削(xue)TC4时，当(dang)铣削深(shen)度(du) 0.1 mm，转速 796 r/min、进(jin)给量 300 mm/min、铣削(xue)速度 30 m/min 时，TC4 表(biao)面(mian)粗糙(cao)度为(wei) 0.303 滋(zi)m，铣(xi)削(xue)效(xiao)果(guo)最(zui)好(hao)。采用涂层(ceng)铣(xi)刀加(jia)工TC4表面时，影响表面(mian)粗糙度(du)的(de)主要因素是进(jin)给(gei)量。
参考(kao)文(wen)献(xian)
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收(shou)稿(gao)日期(qi)：2023-01-03
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