45碳素钢端铣频率特性与表面粗糙度相关性实验研究

谷月　江帆　李明震

摘 要：本文以45号碳素结构钢为研究对象，通过振动测试仪获取铣削加工时的振动信号，使用频率特性分析和试验研究手段，对铣削后的工件的表面粗糙度与振动频率特性进行相关性分析，获取表面粗糙度和刀具振动频率特性之间的关系。分析试验中产生的振动，得出铣削参数对振动频率的影响。

关键词：高速铣削；频率特性；粗糙度

中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0088-02

1 引言

工件的表面粗糙度以及表面形貌是描述和评价构件表面质量的重要特征。其优劣对构件的耐磨性能、疲劳性能、应力腐蚀性能等具有重要的决定作用[1]。由断裂力学相关知识可知，表面粗糙度越大，应力集中越严重，因此会降低零件的疲劳强度，这种现象对高强度合金材料更为突出[2]。

I.S.Jawahir等[3]对铣削材料过程中的表面粗糙度特征研究的最新情况进行了综述性报道。J.Sun等[4]的研究了TC4端铣加工后工件的表面粗糙度，在研究参数范围内，随进给量的增加和轴向切深增大，表面粗糙度值升高，而切削速度的增大会导致其略微减小。G.A.Ibrahim等[5]研究了在铣削速度为55～95m/min之间时，干切削条件下TC4的表面完整性，研究表明得到的表面粗糙度值都在1～4μm之间。

2 材料及实验

2.1 实验材料

本次实验选用样品为45号钢，在机械工程中使用范围很广。

2.2 实验设备

本研究采用VMC-850数控加工中心作为实验设备，铣刀为四刃平头端铣刀，代号为GM-4E-D8，刀具直径φ=8mm。

2.3 实验设计

本试验采用单因素实验设计，切削深度为0.4mm，转速分别为2500r/min、到6000r/min，增量为500r/min，进给速度分别为100mm/min到275mm/min，增量为25mm/min，对样件进行端铣。……