基于整车车门薄壁模拟块的铣削力模型研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第７期倡基于整车车门薄壁模拟块的铣削力模型研究１１１２席吕超，韩先洪，孔啸，李铭（１上海交通大学模具ＣＡＤ国家工程研究中心，上海２０００３０；２上海申模模具制造有限公司，上海２０１２０３）摘要：针对汽车功能主模型检具中的车门薄壁模拟块高速铣削工况，提出了四因素四水平的正交试验方案，运用多元线性回归方法建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力经验指数模型。通过正交试验表，初步分析了各铣削参数对铣削力的影响，并采取进一步试验，验证了模型的精度，给出了初步优化参数。铣削力经验指数模型的建立在

2、为加工现场提供快速铣削力计算方法的同时，也为同类薄壁件高速铣削加工有限元模拟和变形控制方案的研究提供可靠的力边界条件。关键词：铣削力；球头铣刀；多元线性回归中图分类号：ＴＧ５４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）０７—００１１—０５Theexperimentalstudyofball-endmillingforceforthin-walldoorblock１１１２ＸｉＬüｃｈａｏ，ＨａｎＸｉａｎｈｏｎｇ，ＫｏｎｇＸｉａｏ，ＬｉＭｉｎｇ（１ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＤｉｅ＆ＭｏｌｄＣＡＤ，ＳｈａｎｇｈａｉＪ

3、ｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａｎｇｈａｉＳｈｅｎｍｏＤｉｅ＆ＭｏｌｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０３，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｒｅｖｉｅｗｅｄｓｅｖｅｒａｌｂａｌｌ-ｅｎｄｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄａｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｂａｌｌ-ｅｎｄｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｆｏｒｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂａｌｌ-ｅｎｄｍｉｌｌｉｎｇ．Ｏｒｔ

4、ｈｏｇｏｎａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｍｏｄｅｌｏｆｂａｌｌ-ｅｎｄｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ，ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｗａｓｇｉｖｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｔａｂｌｅ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ．Ａｔｌａｓｔｍｉｌｌｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓａｐｐｌｉ

5、ｅｄｔｏｔｅｓｔａｎｄｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｆｏｒｍｕｌａ．Ａｌｌｔｈｅｓｅｐｒｏｖｉｄｅａｒａｐｉｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｆｏｒｗｏｒｋｅｒｓａｎｄｌａｙａｆｉｒｍｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｎｅｘｔｓｔｕｄｙｏｆｔｈｉｎ-ｗａｌｌｅｄｗｏｒｋｐｉｅｃｅＦＥＡａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ．Keywords：ｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｂａｌｌ-ｅｎｄｍｉｌｌ；ｍｕｌｔｉｐｌｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ壁模拟块高速铣削加工的有限元模拟及变形控制方０引言案的研究提供可靠的力学

6、边界条件。汽车功能主模型中的车门薄壁模拟块在加工过１铣削力模型简介程中易出现弹刀和让刀现象，从而引起过切等问题，产生加工误差，影响制造精度。通常采用低熔点合金球头铣刀铣削力建模是指在给定的铣削条件下对易损伤部位进行填充以提高薄壁件刚度、将机床改对加工过程中的铣削力建立预测模型。由于球头刀［１］用双主轴机床、调节进给量的大小，以及多次无进具铣削过程的复杂性，针对球头铣刀铣削力模型理论给光刀等手段来控制加工变形，但以上工艺方法因加的研究直到２０世纪８０年代才开始，目前主流的铣削工条件难以实现且加工效率低下而不便于在中小型力模型大致可分为以下三类：理论解析模型、动态切企业

7、推广。削模型和经验指数模型。本文针对车门薄壁模拟块的高速铣削工况，设计理论解析模型主要是基于剪切角理论和摩擦角［２］了四因素四水平的正交试验方案，建立了适用于高速理论建立的解析模型，１９９３年Ｓｉｍ等人将复杂切削铣削参数范围内的螺旋刃球头立铣刀铣削力计算公过程分解为切削刃上的正交切削或斜角切削，结合切式，力求为现场加工提供实用快速的铣削力计算方削力和刀具变形的物理关系建立了球头铣刀铣削力［３］法，在保证加工效率的同时降低铣削力，并为车门薄模型。Ｙａｎｇ等人针对斜角切削过程中切削方向与倡国家自然科学基金资助项目（５１１０５２４７）；江苏省科技成果转换专项基金项目（