《表4 实验结果及分析Tab.4 Experimental Results and Analysis》

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《金刚石铣刀切削石材磨损实验研究》

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首先进行金刚石铣刀干摩擦实验，然后对一号石材进行水冷却的金刚石铣刀切削磨损实验。刀具的磨损量与进给速度关系曲线，如图3（a）所示。刀具的切削深度均为1mm，主轴转速均为1600r/min，加工同一石材样本的四把刀具的进给速度分别为1mm/min、2mm/min、3mm/min、4mm/min时，从图3（a）中可以看出随着进给速度的增加，铣刀的磨损量在进给速度最低时最大，之后呈现下降趋势，然后又缓步增大。如公式（1）所示，进给速度小，加工时间增大，刀具与石材接触频率加大，导致刀具磨损量增大。在一定范围内进给速度增大使刀具与石材之间接触频次降低，磨损量变小。但当进给速度持续增大时铣削力也变大造成金刚石颗粒磨平或脱落，从而刀具磨损量又变大。当进给速度为2mm/min时磨损量达到最低值。金刚石圆柱铣刀的磨损量随切削深度变化的曲线，如图3（b）所示。主轴转速均为1600r/min，进给速度均为2mm/min，加工同一石材样本的四把刀具的切削深度分别为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm。从图3（b）中可以看出金刚石刀具的磨损量随着切削深度的增加而增大。原因是金刚石刀具与石材的接触面积随着切削深度的增加不断增大，造成刀具中参与切削的金刚石颗粒增多，导致其磨损量增大。另外2号石材磨损量要高于1号和3号，主要是2号石材的硬度远高于1号和3号。另外从图3（b）中可以看到在有冷却剂切削条件下，铣刀的磨损量远远小于干摩擦情况。磨损量随主轴转速变化的曲线，如图3（c）所示。金刚石铣刀的切削深度均为1mm，进给速度均为2mm/min，加工同一石材样本的四把刀具的主轴转速分别为800r/min、1600r/min、2400r/min、3200r/min时，从图3（c）中可以看出，刀具的磨损量与转速成正比关系，先期变化较大，后期变化相对平稳。如式（4）所示，随着转速的提高，在一定时间内刀具与石材接触频率增大，切削次数增多，从而使磨损量增大。从上述三个图中都可以看到冷却剂条件下刀具磨损量都小于干摩擦情况。在一般情况下，加工温度在700℃以上时刀具表面产生碳化硬度降低，磨损加剧。另外从上述三种图形中都可以看到石材硬度对铣刀磨损量影响很大。考虑到实际加工生产中大多数金刚石铣刀是在冷却剂的条件下进行的，所以选用在有冷却剂条件下进行正交实验。进给速度f、主轴转速n和切削深度ap为3个影响因素分别定为A、B、C，选用正交表L9（34），各实验水平和因素，如表3所示。实验结果，如表4所示。