铝合金薄壁件侧壁铣削力模型理论分析.pdf

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1、·10·铝合金薄壁件侧壁铣削力模型理论分析水何永强，曹岩(1．义乌工商学院计算机工程系，浙江义鸟322000；2．西安工业大学机电工程学院，陕西西安710032)摘要：在分析现有文献有关铣削加工力学模型的基础上，对各模型的优缺点进行了评价，并针对铝合金LY12CZ材料在特定切削条件下，以加工薄壁板为例，进行了力学数值比较。提出力学模型的应用范围，为实际切削加工中切削参数的优化选取提供理论昧l撬。关键词：薄壁板铣削力铝合金模型中图分类号：TG7文献标识码：A文章编号：1002-6ss6(2oio)02—0010—0

2、4StudyOHApplicationofForceModelsofThin-walledPartMillingHEYongqiang，CAOYanAbstract：BasedOntheexistingstudiesonmillingforcemodel，advantagesanddisadvantagesofthemodelsarccommented．Then，millingprocessofaerospacealuminumalloyLY12CZWBSsimulatedbasedonthepresentedc

3、uttingmodels，andcuttingforcesunderthegivencuttingconditionsisgained．Putforwardtheapplicationofmechanicsmodels，alltheseworklaysthefoundationfortheselectionofcuttingparametersinmiUingprocess．Keywords：thin—walledpart；millingforce；aluminumalloy；model3)实验设备。云南机床厂出

4、厂的立式铣床CY—KX650，0前言铣削方式为逆铣。在薄壁件变形分析过程中，如何建立力学模型是一个关4)铣削参数。铣削深度a。取值范围：2咖～12．5roan；键的问题，它关系到切削力的计算准确性。目前所建立的模主轴转速：2000r／min～10000r／min；铣削宽度a取值范围：型大多为空间静态力学模型，应用比较多的力学模型是：0．1mill～10mill。Kline平均力模型，won—SooYun按单位切削力进行计算2切削力力学模型的三维力学模型，以及按照指数公式进行计算的力学经验模型。铣削力对其加工机理的

5、研究，对刀具、机床、夹具的设计随着对力学模型的研究深入，许多学者和专家针对不同以及制定合理的切削用量，优化刀具的切削参数，都具有非常问题的各种力学模型，提出了越来越多的更为精确和复杂的重要的意义。目前几种常见的力学模型如下：力学模型。以针对铝合金薄壁件侧壁的精加工研究为例，综(1)Kline平均力模型及其改进合前人所提出的几种合理的铣削力力学模型，阐述一种适合切削力的大小与切削力的面积有关，将总的切削面积划铝合金薄壁件铣削力学模型，为相关研究的切削力进行了预分为微单元，通过计算所有切削区域的每个单元受力状况，可测

6、。建立刀具与工件之间的作用力模型的边界条件。以获得切削力的空间分布。将所有的区域的单元力相加可l铣削力模型实验条件得总的切削力。N。zNi一为了简便研究，计算铣削力时所选用的实验条件具体如：∑∑∑{干Dsi[(√，．j})]+D一，IlI下：,-cos[~(i√，k)]sin[fl(i√，k)]}／J7、r(1)1)刀具。为立铣刀，材料为高速钢W18Cr4V，立铣刀常NN一用参考几何角度，其螺旋角：3o。～45。取30。；前角：15。；后角：F=∑∑∑{干KRKDf~sin[fl(，，)cos---J1l1112

7、。～16。；铣刀的型式及尺寸：铣刀直径，刀刃长度为12一[卢(√，k)]+sinz[fl(ij，k)]}／(2)mm，齿数为3齿。．2)工件材料。铝合金LY12CZ(热轧板GB3193—82)，Or其中负号用于顺铣，正号用于逆铣。，分别为沿机床为510N／turn，crn2=373N／ram，布氏硬度HB为130。坐标轴向和y向的平均力；为对每齿角度空间划分的基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目(06JK274)和西安工业大学校长科研基金项目(XGYXJJ0508)资助。作者简介：何永强(198l一)，男，硕士

8、，义乌工商学院，机电一体化技术专业教师，主要研究方向：先进制造技术。收稿日期：20o9—11一l0角度个数；Ⅳ：为单元数；Ⅳr为刀齿数为每齿进给量；浙江大学王立涛‘j等以材料7050一T7451的机械加(，．，)表示当刀具处于第个角度位置时，第七个刀齿上工性能人手，以实验手段确定了各待定参数，并通过铣削第i个微单元所处的空间位置角。应用此模型，可以分析计力实验研究，建立了