平头铣刀圆形铣削的切削力预测.pdf

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1、机械设计与制造第12期MachineryDesign&Manufacture2015年12月平头铣刀圆形铣削的切削力预测曲胜．一，赵吉宾，田凤杰，齐根想。(1．中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；2．中国科学院大学，北京100049；3．沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110168)摘要：针对平头铣刀的圆形铣削，提出一种适用于圆形铣削的切削力预测方法。建立铣刀与工件交点的数学模型，求解工件与铣刀的时变交点进而计算铣削过程中不断变化的切入角与切出角。同时分析了铣刀轨迹曲率效应对瞬时切削厚度的影响

2、。通过槽铣试验来确定切削力系数。基于微分思想，将圆形铣削过程中的瞬时切削厚度运用到切削力模型中计算微元切削力，然后通过积分法获得切削力值。数值仿真与圆形铣削试验结果表明，预测的铣削力和试验结果在幅值和变化趋势上都吻合良好，从而验证了该切削力预测方法的有效性。关键词：圆形铣削：平头铣刀：切削力：瞬时切削厚度中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0048—03CuttingForcePredictioninCircularMillingProcessforFlatEndM

3、illQuSheng一，ZHAOJi-bin，TIANFeng-jie。，QIGen-xiang(1．ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，LiaoningShenyang110016，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；3．SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，Liaoni

4、ngShenyang110168，China)Abstract：Anapproachofcuttingforcepredictionincircularmillingforflatendmillispresentedinthispaper．Tothisend，themathematicalmodeloftoolandworkpieceintersectionisestablished．Bypredictingthetimevaryingcutter-partintersection∞thecuttertrav

5、elsalongthecircularpath，thechangingentryandexitanglesareanalyzed~Meanwhile，thecurvatureeffectsoftoolpathoninstantaneousciPthicknessisanalyzed．Thecuttingforcecoefficientsareident~edbyslotmilling．Basedontheideaofdiferential，theacquiredinstantaneouscthicknessi

6、sutilizedtocalculatethecuttingforceofeveryunitaccordingtothecuttingforcemode1．Andthen，thecuttingforceisachievedbymeansofintegration．Theresultsofsimulationandmillingexperimentshowthatthepredictedcuttingforceisaccordingwiththemeasurementbothinmagnitudeandinva

7、riationtrend．Thus，thevalidityoftheproposedapproachisc0rmed．KeyWords：CircularMilling；FlatEndMill；CuttingForce；InstantaneousChipThickness1引言削。文献围提出了计算圆角铣削切削力的时域模型。文献【q借助数学建模来预测原型加工中的时变切削力。文臣过研究刀具轨迹立铣广泛应用于航空、航天、模具等加工制造业。切削过程与切削力之间的关系来获得稳定的圆角铣削参数。文献唠虑刀具中，切削力直接影

8、响到加工系统的稳定、刀具的磨损以及工件的跳动的影响来计算曲面铣削时的切削力。文献限据圆形铣削中曲加工精度。对切削力做出符合实际的预测是优化加工参数的基础率效应对切削厚度的影响提高了切削力的计算精度。针对平头铣刀和前提。学者们对切削力的研究积极推动了商眭能加工的发展。圆形铣削，考虑切削力的时变l生以及刀具轨迹曲率效应对铣刀进给许多学者【】稠常致力于研究直线铣削过程，对于铣削过程速率的影响，提出切削力的