基于载荷控制的拐角铣削进给优化.pdf

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1、第52卷第19期机械工程学报Vol.52No.192016年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct.2016DOI：10.3901/JME.2016.19.189*基于载荷控制的拐角铣削进给优化刘献礼丁云鹏岳彩旭史慧楠张芮(哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080)摘要：针对模具型腔拐角铣削过程，提出一种考虑刀具变形及铣削力变化的基于载荷控制的进给量优化方法。根据拐角的铣削中刀具与工件接触情况的不同，将铣削过程分为五个阶段，分别分析拐角铣削时刀具切削刃真实运动轨迹

2、，建立拐角圆弧运动轨迹下瞬时切屑厚度模型，提高切屑厚度模型在拐角加工中的预测精度。修正铣削力预测模型，使其满足拐角加工过程不同阶段的要求。选取刀具变形量为约束条件，计算不同阶段的允许最大载荷，利用二分迭代法得到该载荷下对应的进给量值。考虑到数控机床的运动加速度限制，对得到的优化进给量值进行二次优化，以满足实际加工的要求。仿真结果表明，在进给优化后的拐角铣削过程中，载荷变化趋于平稳，加工时间缩短。进行拐角加工验证试验，数值仿真计算和试验测量结果表明，建立的铣削力模型能够很好地预测拐角铣削过程。所建立的优化模

3、型为模具型腔的高精、高效加工提供理论支持。关键词：拐角铣削；载荷控制；进给优化中图分类号：TG54FeedrateOptimizationBasedonLoadControlforCorner-millingLIUXianliDINGYunpengYUECaixuSHIHuinanZHANGRui(SchoolofMechanicalandPowerEngineering,HarbinUniversityofScience&Technology,Harbin150080)Abstract：Anapproa

4、choffeedrateoptimizationispresentedforcorner-millingprocessthroughcontrollingtheload.Accordingtotheactualtrajectorymodelofcuttingedgeofball-endmill,themathematicalmodeloftheinstantaneouschipthicknessforcorner-millingisproposed,whichincreasestheforecasting

5、accuracy.Themillingforcemodelismodifiedtomeetthecharacteristicofcorner-milling,whichcanbedividedintofivestages.Theallowableloadunderthecutterdeformationlimitationisusedforoptimizingthefeedratebythedichotomy.Tomeetthemachiningrequirements,secondoptimizatio

6、nfortheoptimizedfeedratevalueiscarriedoutinconsiderationoftherestrictionsondynamicsofthemachinetools.Bysimulationcomputation,thevariationoftheloadmaintainsstablywiththeoptimizedfeedrate,andmachiningtimedecreasesslightly.Anexperimentforcorner-millingwithba

7、ll-endmillisoperated.Boththeresultsofthemillingforcebysimulationandmeasurementarewellmatchedinmagnitudeandvariationtendency.Themethodprovidestheoreticsupportforhighefficiencyandhighprecisionprocessinginpocketmachining.Keywords：corner-milling；loadcontrol；f

8、eedrateoptimization大，导致铣削力突然变大，引起刀具、工件和机床*0前言的振动，这种加工过程中载荷和振动的频繁变化，缩短了刀具寿命，同时工件的表面精度也随之下降。汽车覆盖件模具是汽车生产过程中的重要工另外在实际加工过程中，有时机床的数控系统未能艺装备，其设计和制造时间约占汽车开发周期的满足型腔切削时进给速度和方向的转变，引起拐角2/3，每一款车所需覆盖件模具约500套以上，若推处的过切或欠切现象。因此，对于型