Dahil sa hindi magandang kalidad ng ibabaw ng Fe45 na haluang metal na muling ginawa ni laser cladding additive manufacturing, na hindi nakakatugon sa functional at assembly requirements ng precision mechanical parts, ang laser cladding layer ay giniling at pinoproseso. Pinag-aaralan ng papel na ito ang impluwensya ng proseso ng paggiling ng paggiling sa puwersa ng paggiling, pagkamagaspang sa ibabaw at micromorphology, at gumagamit ng pamamaraan ng orthogonal na pagsubok upang isagawa ang pagsubok sa paggiling. Ang impluwensya ng spindle speed S, feed speed F at cutting depth ap sa milling force at surface roughness ng cladding molded parts ay sinusuri ng variance at range analysis na pamamaraan; ang impluwensya ng proseso ng paggiling sa paggiling sa morpolohiya sa ibabaw at mga chips ay sinusuri mula sa isang mikroskopikong pananaw. Ipinapakita ng mga resulta na ang mga parameter ng proseso ng paggiling ng paggiling ay may malaking impluwensya sa kalidad ng ibabaw ng molded surface, kung saan ang lalim ng paggiling ay may pinakamalaking impluwensya sa puwersa ng paggiling, at ang bilis ng feed ay may pinakamahalagang impluwensya sa pagkamagaspang sa ibabaw; pagkatapos ng pagpoproseso ng paggiling, ang pagkamagaspang sa ibabaw na Ra ng Fe45 laser additive molded parts ay maaaring bawasan mula 13.68 μm hanggang 1.7 μm, na binabawasan ng 87.6%. Makikita mula sa eksperimento na ang proseso ng pagbawas ng paggiling ay maaaring lubos na mapabuti ang kalidad ng ibabaw ng Fe45 na haluang metal na muling ginawa ng laser cladding additive manufacturing, na may patnubay na kahalagahan para sa mekanikal na pagproseso ng laser cladding coatings.

Laser cladding teknolohiya ay isang layer-by-layer na pinagsama-samang paraan ng pagbuo na bumubuo ng isang mataas na pagganap na patong ng haluang metal sa ibabaw ng mekanikal na istraktura, na napagtatanto ang pagpapalakas sa ibabaw at pag-aayos ng pagkabigo ng mga high-end na mekanikal na bahagi. Ito ay may mga katangian ng mahusay at nababaluktot na pagmamanupaktura, at maaaring matugunan ang direktang pagbuo ng mga kumplikadong bahagi ng istruktura. Sa patuloy na kapanahunan ng teknolohiya ng laser cladding, unti-unti itong inilapat sa aerospace, mga armas at kagamitan, at industriya ng kemikal ng karbon.

Gayunpaman, mayroon pa ring tiyak na agwat sa pagitan ng ibabaw ng mga bahagi ng metal na pagbubuo ng additive ng laser cladding at ang ibabaw ng tradisyonal na pagproseso ng makina, na higit sa lahat ay makikita sa pagkamagaspang sa ibabaw at katumpakan ng geometriko na mahirap matugunan ang mga kinakailangan sa paggamit. Samakatuwid, kinakailangan na magsagawa ng subtractive post-processing sa laser additive cladding coating upang mapabuti ang kalidad ng ibabaw. Pangunahing kasama sa tradisyonal na mekanikal na subtractive processing na pamamaraan ang pagliko at paggiling. Li S et al. pinag-aralan ang paggawa ng nickel-based alloy cladding layer. Ang mga resulta ay nagpakita na ang machinability ng cladding layer ay unti-unting lumala sa pagtaas ng cutting depth, at ang cutting vibration ay may malaking impluwensya sa ibabaw ng pagkamagaspang. Böß V et al. gumamit ng laser cladding at ball-end milling na teknolohiya upang ayusin ang mga bahagi ng haluang metal na nakabatay sa nikel at pinag-aralan ang impluwensya ng hindi pantay na substrate at hugis ng cladding sa lakas ng paggiling at kalidad ng ibabaw ng huling bahagi. Zhao YH et al. gumamit ng milling force time domain at frequency domain signal analysis method at processing vibration signal analysis method para pag-aralan ang milling na katangian ng laser cladding layers at sinuri ang impluwensya ng cutting parameters at microhardness na pagbabago sa chip morphology. Shu LS et al. pinag-aralan ang dry cutting performance ng nickel-based laser cladding alloy coatings. Ang mga resulta ay nagpakita na ang magnitude ng puwersa ng paggiling sa panahon ng dry milling ay malapit na nauugnay sa istraktura ng butil at temperatura ng pagputol. Zhao YH et al. Sinuri ng [7,9] ang chip morphology at pagproseso ng vibration sa panahon ng end milling at side milling ng mga layer ng laser cladding. Nagsagawa si Wang Qingqing ng isang sistematikong pag-aaral sa pagbuo at mekanismo ng ebolusyon ng microstructure sa panahon ng pagputol ng TC4. Zhang Yuanjie et al. inihambing ang pagkamagaspang sa ibabaw at natitirang stress ng laser selective melting additive molded parts bago at pagkatapos ng paggiling. Ang mga resulta ay nagpakita na ang pagkamagaspang sa ibabaw ng mga additive na bahagi ay bumaba mula 10 μm hanggang 1 μm pagkatapos ng paggiling, at ang natitirang stress sa ibabaw ay compressive stress. Bai Haiqing et al. nagsagawa ng maliit na hole drilling test sa mga bahagi ng laser cladding. Hua Y et al. pinag-aralan ang impluwensya ng mga parameter ng proseso sa pagkamagaspang sa ibabaw sa panahon ng dry turning deformation ng IN718. Ipinakita ng pag-aaral na ang bilis ng pagputol at radius ng fillet ay ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa pagkamagaspang sa ibabaw. Polishetty A et al. milled TC4 titanium alloy additive parts at forgings, ayon sa pagkakabanggit, at inihambing ang puwersa ng paggiling at pagkamagaspang ng ibabaw ng dalawang piraso ng pagsubok pagkatapos ng paggiling. Ang mga resulta ay nagpakita na ang puwersa ng paggiling ng TC4 titanium alloy na SLM na mga bahagi na hinulma ay mas malaki kaysa sa mga forging, at ang pagkamagaspang sa ibabaw ay mas mababa. Kahit na ang mga domestic at dayuhang iskolar ay nagsimulang pag-aralan ang proseso ng pagmamanupaktura ng laser cladding subtractive, mayroong maliit na pananaliksik sa mekanismo ng laser cladding na iron-based na haluang metal na paggiling ng subtractive na proseso upang mapabuti ang kalidad ng ibabaw ng mga additive na bahagi, at mayroon pa ring kakulangan ng teoretikal na pananaliksik sa relasyon sa pagmamapa sa pagitan ng mga parameter ng proseso ng paghubog at kalidad ng pagpoproseso sa ibabaw.

Ang iron-based na haluang metal powder ay may mga katangian ng malakas na self-fluxing at mahusay na pagganap ng hinang. Ang cladding coating na inihanda nito ay may mataas na tigas at mahusay na wear resistance, at may napakalawak na prospect ng aplikasyon sa larangan ng pagpapalakas ng ibabaw ng mga mekanikal na bahagi. Samakatuwid, ang papel na ito ay gumagamit ng Fe45 alloy powder bilang hilaw na materyal, gumagamit ng annular coaxial synchronous powder feeding method para ihanda ang Fe45 laser cladding parts, at nagdidisenyo ng orthogonal milling experiments para pag-aralan ang impluwensya ng mga parameter ng proseso ng milling sa milling force, processing surface roughness, surface morphology. at chip morphology, at pinag-aaralan ang mekanismo ng paggiling ng subtractive na proseso sa kalidad ng ibabaw ng Fe45 laser cladding parts.

1 Eksperimental na prinsipyo at pamamaraan

1.1 Paghahanda ng laser cladding additive specimens

Ang paghahanda ng mga bahagi ng laser cladding ay gumagamit ng circular coaxial synchronous powder feeding. Ang cladding substrate ay isang 40Cr steel square specimen na may sukat na 100 mm × 80 mm × 30 mm. Ang ispesimen ay giniling bago ang cladding upang alisin ang mga impurities tulad ng surface oxide layer. Ang cladding powder ay Fe45 alloy powder na may diameter na 42-128 μm. Sa ilalim ng ultra-depth na mikroskopyo, ang ibabaw ng butil ay medyo makinis at ang hugis ay humigit-kumulang regular na spherical. Walang pagdirikit sa pagitan ng mga particle at ang pagkalikido ng pulbos ay mabuti, tulad ng ipinapakita sa Figure 1.
Bago ang pagsubok, ang pulbos ay tuyo upang maiwasan ang pulbos na dumikit sa isa't isa at makaapekto sa panghuling kalidad ng pagbuo. Ang kemikal na komposisyon ng Fe45 alloy powder ay ipinapakita sa Talahanayan 1. Ang proteksiyon na gas sa paghahanda ng laser cladding na bumubuo ng mga specimen ay gumagamit ng 99.99% purong pang-industriya na argon. Ang mga parameter ng proseso ng cladding ay: laser power 2 400 W, scanning speed 20 mm/s, powder feeding speed 20 g/min, defocusing amount +5 mm, overlap rate 50%, powder feeding method annular coaxial synchronous powder feeding, bow-shaped landas ng pag-scan, layer-by-layer na akumulasyon upang maghanda ng 75 mm × 60 mm × 3.5 mm Fe45 laser cladding coating, ang diagram ng forming system ay ipinapakita sa Figure 2, at ang huling Fe45 laser cladding molded na bahagi ay ipinapakita sa Figure 3. Mula sa macroscopic analysis ng Figure 3, makikita na ang ibabaw ng Fe45 cladding molded part ay flat at crack-free, ang surface roughness value Ra=13.68 μm, ang cladding layers ay malapit na konektado, at isang metallurgical bond ay nabuo sa ibabaw ng 40Cr substrate.

1.2 Milling cutting test at force measurement device

Gaya ng ipinapakita sa Figure 4, ang milling test ay batay sa DMG five-axis machining center DMU50, ang maximum spindle speed ng machine tool ay 14,000 r/min, at ang spindle drive power ay 23 kW; ang tool sa paggiling ay Walter MC377-06.0A4-BC-WK40EA na may diameter na 6 mm at isang straight shank solid carbide 4-tooth end mill; upang mabawasan ang puwersa ng paggiling, init ng paggiling at coolant sa panahon ng proseso ng pagproseso. Ang impluwensya ng kalidad ng ibabaw at pagganap ng pagproseso, ang pagsubok na ito ay gumagamit ng down-milling dry milling na paraan. Ang signal ng milling force ay kinokolekta ng dynamometer
(KISTL-ER 9272A), at ang sampling frequency ay nakatakda sa 20,000 Hz. Dahil ang ibabaw ng laser cladding specimen ay magaspang, ang base surface ng specimen ay rough-milled bago ang orthogonal test upang gawing makinis ang ibabaw nito.

1.3 Disenyo ng milling cutting test plan

Ang pagsubok na ito ay pinag-aaralan ang impluwensya ng tatlong salik, spindle speed n, feed speed F, at back cutting depth ap, sa milling force, surface roughness, at surface morphology ng 40Cr laser cladding parts. Ang pagsusulit ay gumagamit ng orthogonal test na pamamaraan ng tatlong salik at tatlong antas L9(3'3). Ang napiling talahanayan ng antas ng kadahilanan ay ipinapakita sa Talahanayan 2, kung saan ang A, B, at C ay kumakatawan sa bilis ng spindle n, bilis ng feed F, at lalim ng pagputol ng likod ap, ayon sa pagkakabanggit. Ang lapad ng paggiling ng pagsubok ay 1 mm. Ang orthogonal test plan ay ipinapakita sa Table 3. Pagkatapos maproseso ang sample, ang surface roughness Ra ng milled specimen ay sinusukat gamit ang portable roughness meter TR200. Pinipili ang limang puntos para sa bawat pangkat ng data upang sukatin ang pagkamagaspang sa ibabaw, at ang ibig sabihin ng aritmetika ay kinukuha bilang ang pagkamagaspang sa ibabaw ng pangkat ng mga parameter ng pagproseso. Ang machined surface at chip morphology ay inoobserbahan at sinusuri gamit ang Keyence VHX-S750E ultra-depth ng field microscope system.

2 Mga resulta ng eksperimento at pagsusuri

2.1 Pagsusuri ng puwersa ng paggiling

2.1.1 Mga resulta ng pagsukat ng puwersa ng paggiling
Ang puwersa ng paggiling ay isa sa mga mahalagang tagapagpahiwatig para sa pagsusuri ng kakayahang magamit ng materyal. Ang magnitude ng puwersa ng paggiling ay direktang nakakaapekto sa buhay ng tool, kalidad ng machining ng workpiece at katumpakan ng machining, at gumaganap ng mahalagang papel sa pag-aaral ng mekanismo ng paggiling; maaari din itong hindi direktang suriin ang kalidad ng cladding layer. Kung ang kalidad ng laser cladding ay hindi maganda, ang cladding layer ay aalisin mula sa base na materyal kapag ang puwersa ng paggiling ay masyadong malaki. Samakatuwid, ang pagsusuri ng puwersa ng paggiling ay mahalaga. Ang Figure 5a ay ang orihinal na milling force curve. Makikita na ang puwersa ng paggiling ay nagpapakita ng panaka-nakang pagbabago. Ito ay dahil ang proseso ng paggiling ay hindi tuloy-tuloy, at ang mga ngipin ng pamutol ay patuloy na pinuputol sa loob at labas ng workpiece, na nagiging sanhi ng pana-panahong pagbabago ng puwersa ng paggiling. Ang Figure 5b ay ang naprosesong milling force curve. Makikita na ang puwersa ng paggiling ay maaaring nahahati sa tatlong yugto. Ang unang yugto ay mula sa sandaling ang talim ay kasangkot sa paggiling hanggang sa sandaling ang buong kasangkapan ay ganap na kasangkot sa paggiling. Sa oras na ito, ang radial force Fx, ang pangunahing milling force Fy at ang axial force Fz ay unti-unting tumataas. Ang ikalawang yugto ay matatag na paggiling. Sa oras na ito, ang puwersa ng paggiling ay nananatiling matatag na may bahagyang pagbabagu-bago. Ito ay dahil sa stable na proseso ng paggiling, ang mga ngipin ng cutter ay patuloy na pinuputol sa loob at labas ng workpiece. Kapag natanggal ang mga chips mula sa workpiece, bumababa ang puwersa ng paggiling. Habang kumakain ang tool, nakikilahok ang bagong milling layer sa paggiling, at tumataas ang puwersa ng paggiling, at ang mga pagbabago ay paikot. Ang ikatlong yugto ay kapag pinutol ng mga ngipin ng pamutol ang workpiece. Sa oras na ito, ang tool ay unti-unting humihiwalay mula sa workpiece, at bahagi lamang ng cutter teeth ang lumahok sa paggiling, at ang puwersa ng paggiling ay unti-unting bumababa. Upang maalis ang interference ng iba't ibang panlabas na salik sa mga resulta ng pagsukat, ang halaga ng pagsukat ng puwersa ng paggiling ay tumatagal ng incremental na mean na halaga △F ng puwersa ng paggiling. Sa pamamagitan ng pagkalkula ng puwersa ng paggiling pagkatapos ng pagsala, ang mga bahagi ng puwersa ng paggiling na Fx, Fy, Fz at ang puwersang resulta ng paggiling F sa Talahanayan 4 ay nakuha. Mula sa talahanayan, makikita na ang pagbabagu-bago ng Fx at Fz ay maliit, na nagpapahiwatig na ang mga parameter ng paggiling ay may maliit na epekto sa mga bahagi ng radial at axial; ang pagbabagu-bago ng Fy ay mas malinaw, na nagpapahiwatig na ang mga parameter ng paggiling ay may pinakamahalagang epekto sa pangunahing puwersa ng paggiling. Ito ay dahil ang component force na Fy ay nasa direksyon ng feed sa panahon ng proseso ng paggiling, at ang workpiece ay palaging pinindot ang tool. Sa panahon ng proseso ng paggiling, ayon sa mga pagbabago ng iba't ibang mga parameter ng paggiling, ang Fy ang pinakamaraming nagbabago.

2.1.2 Pagsusuri ng matinding pagkakaiba ng puwersa ng paggiling
Ang mga resulta ng orthogonal test ng milling force ay sinusuri, at ang mga resulta ay ipinapakita sa Talahanayan 5. Mula sa Talahanayan 5, makikita na ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya ng bawat salik sa radial milling component force Fx ay A>C>B ; ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya sa pangunahing puwersa ng paggiling Fy ay C>A>B; ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya sa axial milling component force Fz ay A>B>C; ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya sa milling resulting force F ay C>A>B.
Ayon sa mga resulta ng pagsusuri ng matinding pagkakaiba, ang relasyon sa pagitan ng bawat puwersa ng sangkap at ang resultang puwersa at ang mga parameter ng paggiling ay ipinapakita sa Figure 6. Mula sa pagsusuri ng Figure 6a, makikita na ang bilis ng spindle ay may maliit na epekto sa Fx at Fz, at bumababa ang Fx sa pagtaas ng bilis ng spindle. Bagama't tumataas din ang Fz sa pagtaas ng bilis ng spindle, maliit ang pagtaas. Ang Fy at F ay tumaas nang malaki sa pagtaas ng bilis ng spindle, at malapit sa linear na pagtaas. Mula sa pagsusuri ng Figure 6b, makikita na ang radial milling force at ang axial milling force ay tumataas din sa pagtaas ng feed speed, ngunit ang pagtaas ay napakaliit, na nagpapahiwatig na ang bilis ng feed ay may maliit na epekto sa Fx at Fy. Ang pangunahing puwersa ng paggiling ay tumataas sa pagtaas ng bilis ng feed. Kapag tumaas ang bilis ng feed mula 120 mm/min hanggang 150 mm/min, bahagyang nagbabago ang puwersa ng paggiling. Kapag ang bilis ng feed ay tumaas mula 150 mm/min hanggang 180 mm/min, ang bilis ng paglaki ay nagiging mas mabilis, na nagpapahiwatig na ang pagtaas ng bilis ng feed ay may mas malaking epekto sa pangunahing puwersa ng paggiling. Ang puwersang nagreresulta sa paggiling ay humigit-kumulang na kahanay sa pangunahing kurba ng puwersa ng paggiling. Sa bawat antas, ang pangunahing puwersa ng paggiling ay bumubuo ng 93.999% hanggang 96.75% ng puwersang nagreresulta sa paggiling, na nagpapahiwatig na ang puwersa ng resulta ng paggiling ay lubos na naaapektuhan ng pangunahing puwersa ng paggiling at hindi gaanong apektado ng puwersa ng paggiling ng radial at puwersa ng paggiling ng ehe. Mula sa pagsusuri ng Figure 6c, makikita na sa pagtaas ng lalim ng paggiling, ang radial milling force Fx ay tumataas din, at ang pagtaas nito ay maliit; kapag ang lalim ng paggiling ay nagbabago sa loob ng saklaw ng pagsubok, ang puwersa ng paggiling ng ehe ay unang tumataas at pagkatapos ay bumababa, ngunit ang pagtaas at pagbaba ay maliit. Samakatuwid, ang lalim ng paggiling ay may maliit na epekto sa radial milling force Fx at ang axial milling force Fz; sa pagtaas ng lalim ng paggiling, ang pangunahing puwersa ng paggiling ay tumataas. Kapag tumaas ang lalim ng paggiling mula 0.1 mm hanggang 0.5 mm, ang pagtaas ng pangunahing puwersa ng paggiling ay 37.916 N, na 7.2 beses ang puwersa ng paggiling kapag ang lalim ng paggiling ay 0.1 mm. Ipinapakita nito na ang lalim ng paggiling ay may pinakamahalagang epekto sa pangunahing puwersa ng paggiling. Ito ay dahil mas malaki ang lalim ng paggiling, mas malaki ang dami ng chip na kailangang alisin sa bawat yunit ng oras, at mas malaki ang kinakailangang enerhiya; kahit na ang axial milling force ay may bumababang trend, kapag ang milling depth ay tumataas mula 0.1 mm hanggang 0.5 mm, ang proporsyon nito sa milling resulting force ay tumataas mula 0.1 mm hanggang 0.5 mm. Ang 69.41% ay mabilis na bumababa sa 10.63%. Samakatuwid, ang pagbawas ng puwersa ng paggiling ng ehe ay hindi nakakaapekto sa pagtaas ng puwersa ng paggiling. Kapag tumaas ang lalim ng paggiling mula 0.1 mm hanggang 0.5 mm, ang proporsyon ng pangunahing puwersa ng paggiling sa puwersa ng paggiling ay mabilis na tumataas mula 68.99% hanggang 99.05%. Ipinapakita ng pagsusuri na ang lalim ng paggiling ay may pinakamahalagang epekto sa puwersa ng paggiling. Gaya ng ipinapakita sa Figure 6d, ang pagtaas ng bilis ng spindle, rate ng feed at lalim ng paggiling ay tataas ang puwersa ng paggiling, ngunit ang puwersa ng paggiling ay pinakasensitibo sa lalim ng paggiling. Sa bawat pagtaas ng lalim ng paggiling, tumataas din ang rate ng pagtaas ng puwersa ng paggiling. Ang bilis ng spindle at rate ng feed ay may maliit na epekto sa puwersa ng paggiling. Habang tumataas ang antas ng kadahilanan, ang puwersa ng paggiling ay nagpapakita ng isang mabagal na pataas na takbo. Habang tumataas ang bilis ng spindle, ang impluwensya nito sa puwersa ng paggiling ay mas malaki kaysa sa impluwensya ng rate ng feed sa puwersa ng paggiling. Mula sa pagsusuri sa itaas, makikita na ang pinakamalaking impluwensya sa puwersa ng paggiling ay ang lalim ng paggiling, na sinusundan ng bilis ng spindle at rate ng feed.

2.1.3 Pagsusuri ng pagkakaiba-iba ng puwersa ng paggiling
Ang talahanayan 6 ay ang talahanayan ng pagsusuri ng pagkakaiba-iba ng puwersa ng paggiling. Mula sa mga resulta ng variance analysis, makikita na ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya ng iba't ibang salik sa test index milling force ay: C (milling depth)>A (spindle speed)>B (feed speed). Ang F value ng factor C (naaayon sa ratio ng factor mean square sa error mean square, na ginamit para sa significance test ng pagkakaiba sa pagitan ng dalawa o higit pang sample means), ibig sabihin, FC=18.59 ay malapit sa F0.05 (2,2 ,19) = XNUMX, kaya ang factor C ang may pinakamahalagang epekto sa puwersa ng paggiling. Ang mga konklusyong nakuha sa pamamagitan ng variance analysis ay pare-pareho sa mga nakuha sa pamamagitan ng range analysis.

2.2 Pagsusuri ng pagkamagaspang sa ibabaw

2.2.1 Pagsusuri ng saklaw ng pagkamagaspang sa ibabaw
Ang mga resulta ng orthogonal na pagsubok ng pagkamagaspang sa ibabaw ay sumailalim sa pagsusuri ng hanay. Ang mga resulta ay ipinapakita sa Talahanayan 7. Mula sa Talahanayan 7, makikita na ang pagkakasunud-sunod ng impluwensya ng bawat salik sa pagkamagaspang ng ibabaw ay B>C>A (bilis ng feed>depth ng paggiling>bilis ng spindle), at ang pinakamainam na kumbinasyon ng parameter ng paggiling ay A2B2C1.

Ayon sa Talahanayan 7, ang isang intuitive na diagram ng impluwensya ng bawat antas ng kadahilanan sa pagkamagaspang sa ibabaw ay iginuhit, tulad ng ipinapakita sa Figure 7. Mula sa Figure 7, makikita na ang pagkamagaspang sa ibabaw ay unang bumababa at pagkatapos ay tumataas sa pagtaas ng bilis ng spindle at bilis ng feed; ang pagkamagaspang sa ibabaw ay unang tumataas at pagkatapos ay bumababa sa pagtaas ng lalim ng paggiling. Kapag tumaas ang bilis ng feed mula 120 mm/min hanggang 150 mm/min, bumababa ang Ra ng 33.8%, at kapag tumaas ang bilis ng feed mula 150 mm/min hanggang 180 mm/min, tataas ang Ra ng 13.2%. Ang dahilan ay ang pagtaas sa bilis ng feed ay nagpapataas ng distansya ng paggalaw ng tool sa bawat yunit ng oras, pinatataas ang dami ng materyal na inalis, at sa gayon ay pinapataas ang puwersa ng paggiling, kaya ang halaga ng pagkamagaspang sa ibabaw ay tumataas din. Habang tumataas ang bilis ng spindle, bumababa muna ang halaga ng Ra at pagkatapos ay tumataas, at ang pagbaba ay 14.9%. Sa pangkalahatan, ang halaga ng Ra ay may posibilidad na tumaas. Ang dahilan ay ang pagtaas ng bilis ay nagpapataas ng pagkilos at puwersa ng reaksyon sa pagitan ng tool ng makina at ng tool, at ang vibration ng tool ay pinalakas, na nagiging sanhi ng hindi matatag na sistema ng paggiling, kaya bumubuo ng isang trend ng pagtaas ng halaga ng pagkamagaspang sa ibabaw. Habang tumataas ang lalim ng paggiling, unti-unting tumataas ang halaga ng Ra, dahil habang tumataas ang lalim ng paggiling, tumataas ang kinakailangang puwersa ng paggiling, tumataas ang puwersa ng tool, at lumalakas ang vibration, kaya tumataas ang halaga ng pagkamagaspang sa ibabaw.

2.2.2 Surface roughness variance analysis
Dahil sa hindi maiiwasang mga pagkakamali sa sistema ng pagsubok, ang pagsusuri ng matinding pagkakaiba ay hindi maaaring ibukod ang impluwensya ng mga pagkakamali. Samakatuwid, ginagamit ang pagsusuri ng pagkakaiba-iba upang higit pang pag-aralan ang kahalagahan ng impluwensya ng bawat salik sa pagkamagaspang, tingnan ang Talahanayan 8.

Mula sa mga resulta ng variance analysis, makikita na ang pagkakasunod-sunod ng impluwensya ng bawat salik sa pagkamagaspang ng ibabaw ng test index ay: B (feed speed)>C (milling depth)>A (spindle speed). Ang F value ng factor B (naaayon sa ratio ng factor mean square sa error mean square, na ginamit para sa significance test ng pagkakaiba sa pagitan ng mean value ng dalawa o higit pang sample), iyon ay, FB=11.19 ay mas malaki sa F0.10 (2,2) = 9, kaya ang factor feed rate ay may pinakamahalagang epekto sa pagkamagaspang sa ibabaw. Ang mga konklusyong nakuha sa pamamagitan ng variance analysis ay pare-pareho sa mga nakuha sa pamamagitan ng range analysis.

2.3 Surface morphology at pagsusuri ng chip

2.3.1 Surface morphology analysis
Ang morpolohiya sa ibabaw ng orthogonal milling test ay sinusunod ng ultra-depth microscope, tulad ng ipinapakita sa Figure 8. Makikita mula sa Figure 8a at Figure 8b na kapag ang bilis ay 2 000 r/min, sa ilalim ng iba't ibang feed at cutting depth, may halatang transverse equidistant texture sa direksyon ng feed. Ang karagdagang pagsusuri ay nagpapakita na ang displacement ng tagaytay ng bawat pare-parehong protrusion ng tool trajectory ay katumbas ng rate ng feed sa bawat ngipin sa mga parameter ng paggiling. Tulad ng makikita mula sa Figure 8c, nagiging malabo ang trajectory ng tool kapag tumaas ang bilis. Ito ay dahil kapag tumaas ang bilis at ang feed ay nananatiling hindi nagbabago, ang bilang ng mga oras ng paggiling ng tool sa parehong punto sa bawat yunit ng oras ay tumataas, ang pagpapapangit ng milling, at ang pagtaas sa bilis ng paggiling ay nagiging sanhi ng paglipad ng mga chips palayo sa workpiece ibabaw sa isang mas mataas na linear na bilis nang walang scratching ang machined ibabaw, at ang ibabaw pagkamagaspang nababawasan. Tulad ng makikita mula sa Figure 8d, kapag ang bilis ay tumaas sa 3200 r/min, ang texture sa ibabaw ay hindi malinaw, at maraming mga gasgas ang makikita. Ito ay dahil ang temperatura ay tumataas sa panahon ng proseso ng paggiling, na nagiging sanhi ng mga chips na dumikit sa tool, na nagiging sanhi ng mga gasgas sa machined na ibabaw, at ang kalidad ng ibabaw ay bumaba, na nagreresulta sa pagtaas ng halaga ng pagkamagaspang.

Ipinapakita ng Figure 9 ang morpolohiya na naobserbahan pagkatapos na ang ibabaw ay pinalaki ng 1 000 beses sa iba't ibang bilis ng feed at lalim ng paggiling sa bilis na n=2 600 r/min. Ito ay makikita na kapag n=2 600 r/min, F=120 mm/min, ap=0.3 mm, ang mataas na temperatura na nabuo sa pamamagitan ng paggiling sa ibabaw ay ginagawang mas mababa ang pagkasunog sa ibabaw; kapag n=3 200 r/min, F=180 mm/min, ap=0.3 mm, ang mataas na temperatura na nabuo sa pamamagitan ng paggiling sa ibabaw kapag tumaas ang bilis ng feed at ang pagtaas ng puwersa ng paggiling ay ginagawang mas nasusunog ang ibabaw. Ang nasusunog na kababalaghan sa ibabaw ng bahagi ay magiging sanhi ng pagbaba ng resistensya ng kaagnasan ng bahagi, at bababa din ang pagganap ng pagkapagod sa pakikipag-ugnay, na nagreresulta sa pagbaba sa buhay ng serbisyo ng bahagi. Samakatuwid, upang makakuha ng mas mahusay na kalidad ng ibabaw, ang mga parameter ng paggiling ay dapat na makatwirang mapili upang madagdagan ang buhay ng serbisyo ng mga giling na bahagi.

2.3.2 Pagsusuri ng chip

Ang mga pang-eksperimentong chips ay sinusunod ng ultra-depth na mikroskopyo, tulad ng ipinapakita sa Figure 10. Tulad ng makikita mula sa figure, ang chip morphology sa ilalim ng iba't ibang mga parameter ng paggiling ay karaniwang pareho. Ang panloob na ibabaw ng chip ay makinis, ang panlabas na ibabaw ay malabo, at may mga serrations sa gilid ng chip. Mahuhusgahan na ang mga chip ay pawang mga C-shaped chips. Ang pagbuo ng mga chip na hugis-C ay malapit na nauugnay sa mga parameter ng paggiling. Ang ganitong uri ng chip ay madaling gawin kapag ang bilis ng paggiling ay mababa at ang halaga ng back cutting ay malaki. Kapag ang lalim ng paggiling ay 0.1 mm, ang puwersa ng paggiling ay maliit at ang sawtooth ng chip ay hindi halata; kapag ang bilis ng feed at lalim ng paggiling ay nadagdagan sa 150 mm/min at 0.3 mm ayon sa pagkakabanggit, ang sawtooth ay mas regular at pantay na ipinamamahagi, na nagpapahiwatig na ang proseso ng paggiling ay medyo matatag sa oras na ito; kapag ang lalim ng paggiling ay nadagdagan sa 0.5 mm, ang puwersa ng paggiling ay malaki, ang sawtooth ng chip ay nagiging mas malaki, at ang pamamahagi ng sawtooth ng chip ay hindi pantay, at kahit na ang mga halatang bitak ay lumilitaw sa ugat ng sawtooth. Maaari itong tapusin na ang bilis ng paggiling, bilis ng feed at lalim ng paggiling lahat ay may mahalagang papel sa pagbuo ng mga chips. Habang tumataas ang bilis ng feed, ang sawtooth degree ng mga chips ay unang nagiging uniporme at maayos, pagkatapos ay bumubuo ng isang hindi regular na hugis, at ang pagkakaiba sa hugis ng ngipin ng katabing sawtooth ay malaki din.

3 konklusyon

Ang papel na ito ay nagsasagawa ng subtractive milling processing sa Fe45 alloy parts na nabuo ng laser additive manufacturing sa ibabaw ng 40Cr substrate. Ang subtractive milling performance ng Fe45 additive manufacturing parts ay sinusuri ng orthogonal test, at ang impluwensya ng proseso ng milling sa milling performance ng Fe45 laser additive manufacturing parts ay ipinaliwanag. Ang mga sumusunod na konklusyon ay nakuha.

(1) Ang mga parameter ng proseso ng paggiling ay may maliit na epekto sa radial milling force at axial force ng mga bahagi ng Fe45; ang pangunahing puwersa ng paggiling ay makabuluhang nagbabago sa loob ng hanay ng parameter ng pagsubok, na nagpapahiwatig na ang mga parameter ng paggiling ay may pinakamahalagang epekto sa pangunahing puwersa ng paggiling. Ang lalim ng paggiling ay ang parameter ng proseso ng paggiling na may pinakamalaking impluwensya sa puwersa ng paggiling, na sinusundan ng bilis ng spindle at bilis ng feed.

(2) Ang pagkakasunud-sunod ng kahalagahan ng mga parameter ng proseso ng paggiling sa pagkamagaspang ng Fe45 molded parts ay: F ​​(feed speed) > ap (milling depth) > n (spindle speed). Sa pamamagitan ng paghahambing ng pagkamagaspang sa ibabaw ng mga hinulmang bahagi pagkatapos ng paggiling at bago paggiling, makikita na ang pinakamataas na halaga ng pagkamagaspang sa ibabaw pagkatapos ng paggiling ay 3.48 μm at ang pinakamababang halaga ay 1.7 μm, na parehong mas mataas kaysa sa pagkamagaspang sa ibabaw ng ang mga molded na bahagi bago ang paggiling, na nagpapahiwatig na ang paggiling ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kalidad ng ibabaw ng mga bahagi ng pagmamanupaktura ng laser additive.

(3) Ang hugis ng mga chip sa ilalim ng iba't ibang mga parameter ng paggiling ay mga hugis-C na chip. Habang tumataas ang mga parameter ng paggiling, ang antas ng sawtooth ng mga chip ay unang nagiging maayos at pare-pareho, at pagkatapos ay nagbabago sa isang hindi regular na hugis. Malaki rin ang pagkakaiba sa hugis ng ngipin, na nagpapahiwatig na ang bilis ng spindle, bilis ng feed, at halaga ng back cutting ay ang mga pangunahing parameter ng proseso na nakakaapekto sa chip morphology.