基于工件表面误差的薄壁件切削力系数计算.pdf

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1、第10期组合机床与自动化加工技术N0．102012年1O月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueOct．2012文章编号：1001—2265(2012)10—0097—03基于工件表面误差的薄壁件切削力系数计算木侯军明一，汪木兰a,b，王保升，袁勤(南京工程学院a．先进制造技术工程中心；b．先进数控技术江苏省高校重点建设实验室，南京211167)摘要：切削力系数是计算评估机床切削力的重要参数之一。在对薄壁零件加工过程中的受力以及弹性变形进行分析的基础上，建立了基于加工零件表面误

2、差求解切削力系数的理论模型。根据受力平衡原理，将三坐标测量的工件表面误差分配为工件和刀具弹性变形引起的误差，通过MATLAB工具代入理论模型求解切削力系数。通过将模型预测的切削力与实测切削力进行比较，结果显示模型预测的切削力波形吻合，预测切削力接近实测切削力的平均值。关键词：薄壁加工；切削力系数；工件表面误差中图分类号：TG501文献标识码：ATheCutting-forceCoeficientComputatingofThin-walledWorkpieceBasedO11WorkpieceSurfaceErrorsHOUJun—min

3、g，WANGMu—lan，WANGBao—sheng，YUANQin(a．AdvancedManufacturingTechnology&EngineeringCenter，NanjingInstituteofTechnology；b．JiangsuKeyLaboratoryofAdvancedNumericalControlTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：Thecutting-forcecoeficientisoneoftheimportantparametersinassessingth

4、ecutting·forceofmachine．Theforceandtheelasticdeformationintheprocessingofthin—walledworkpiecemachiningwereanalyzed，andthetheoreticalmodelbasedoncutting—forcecoeficientwasestablished．AccordingtOtheforcebalanceprinciple，theworkpiecesurfaceerrorsmeasuredbythethree—coordinate

5、measuredma-chineweredistributedtotheelasticdeformationoftheworkpieceandtoolerrors．TheerorswerebroughtintothetheoreticalmodelforsolvingthecuttingforcecoeficientsbyMATLABtools．Andcut-tingforcepredictedbythemodelwerecomparedwiththecuttingforcemeasured．Asaresult，cuttingforcep

6、redictedbythemodelfitthewaveform，andclosetotheaverageofthemeasuredcuttingforce．Keywords：thin-walledmachining；cutting—forcecoeficient；workpiecesurfaceerrors以及刀具弯曲变形与切削力之间的关系进行分析。0引言l理论模型的建立切削力的计算对评估设备的机械加工性能以及刀具的磨损、表面误差、加工精度等都具有重要影1．1受力情况分析响。而切削力系数是计算切削力的重要参数之一，首先，对铣刀的受力情况

7、进行分析，现将刀具所以切削力系数的求解对于切削力的计算以及切削划分为若干个微元，对切削过程中的单个微元的受过程中的误差补偿等具有重要意义。力情况进行分析。根据理论分析可知，单个微元在根据对切削变形机理的分析可知，工件切削过加工过程中的切向受力F和径向受力，，可以表示程中的表面误差形成的主要原因有以下两方面：一为：方面是切削力所导致的工件弯曲变形和刀具弯曲变F((i，，))=Kh((i，，))dz(1)形所造成的误差，另一方面是由于刀具的径向跳动F，((i，，k))=K((i，，))dz(2)所引起的工件表面误差。对于薄壁零件的加工变式中和

8、K分别表示切向和径向切削力系数，形，前者造成的影响大于后者，所以本文主要就工件h(0(i，，k))表示瞬时切削厚度。继续将以上微元的收稿日期：2012—03—14基金项目：江苏省高校自然科学基