切削参数对东非黑黄檀木材铣削力的影响研究.pdfVIP

2015年 5月 机械设计与制造工程 Mav．2015 第44卷 第5期 MachineDesignandManufacturingEngineering V01．44No．5 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．001 切削参数对东非黑黄檀木材铣削力的影响研究 赵燕超 ，涂俊翔 (福州大学机械工程及 自动化学院，福建 福州 350116) 摘要：东非黑黄檀是一种常用的红木家具材料。以雕铣 东非黑黄檀的铣削力为研究对象，采用 Box—Behnken响应面分析法设计实验，研究了切削参数对铣削力的影响，并构建了铣削力的二阶 响应回归模型。试验结果表明： 和Y方向的铣削分力，都随着模型中的轴向切深、径 向切深、每 转进给量的增大而增大。方向分力随着主轴转速的升高而降低，Y方向分力随着主轴转速的升高 而升高。构建的二阶响应模型对铣 削分力预测得到的结果与实验结果基本一致 ，使用该二阶响 应模型可 以正确预测铣 削分力 的变化 。 关键词：红木雕铣 ；响应曲面法；铣削力；切削参数 中图分类号：TH140．7 文献标志码 ：A 文章编号：2095—509X(2015)05—0001—05 红木有紫檀、花梨、酸枝、香枝、鸡翅木和乌木 从已发表的文献来看，都没有单一研究切削参 等6个种类 ¨，东非黑黄檀属酸枝类红木。东非黑 数对木材铣削力的影响，也没有针对东非黑黄檀这 黄檀广泛应用在红木家具、工艺品、商务礼品等中。 一 红木品种木材进行研究。基于此，本文通过实际 雕铣是东非黑黄檀主要的切削加工形式，在雕铣过 加工，主要研究了主轴转速 n、每转进给量 厂、轴 向 ． 程中，由于其强度高、材质较硬、耐磨，使得加工过 切深 a 径向切深a这4个切削参数对东非黑黄 程中摩擦大，刀具较容易磨损进而影响到加工表面 檀铣削分力的影响，采用了Box—Beheken响应面 质量，这就使得加工过程中不得不经常换刀，大大 法设计试验，构建了铣削分力模型，以便为东非黑 影响了企业的生产效率和经济效益。铣削力是引 黄檀雕铣优化选择切削参数、控制和预测铣削力提 起刀具磨损的一个重要原因，预测和控制铣削力有 供理论依据 。 利于减小刀具磨损，提高刀具寿命和加工表面质 量。因此，研究东非黑黄檀雕铣过程 中的铣削力有 1 试件信息和分析方法 着重要意义。 1．1 试件信息 近年来，国内外学者对木材加工过程中的切削 试验材料为红木中的东非黑黄檀，其气干密度 力进行了研究。田金芳等从刀具前角和切削量这 为 1．3g／cm 。试 件 尺 寸 为 110mm ×70mm × 一 角度深人研究其对柠条加工过程 中切削力的影 10mm 。 响，寻求柠条加工最佳切削参数 2j。曹平祥等使 1．2 响应面分析法 用正交法对轧木切削力进行了研究，阐明了切 向力 在东非黑黄檀雕铣过程中，铣削力是一个非常 和法向力与刀具角度、刀具材料、刀具磨损以及切 重要的物理量，铣削力的大小会对加工刀具磨损、 削厚度等因素之间的关系 。贾娜等使用有限元 表面加工质量和切削热产生巨大影响，所以有必要 数值模拟的方法，在综合考虑了木材切削过程中切 对加工过程中