柱状曲面切削力建模与仿真.pdf

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1、2010年第l1期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)11—0019—03柱状曲面切削力建模与仿真李涛远，郭培全，赵浩东(济南大学机械工程学院，济南250022)摘要：以柱状曲面所受切削力为研究对象，采用离散化的方法，建立了直线进给时的切削力模型，针对柱状曲面铣削加工的特点，利用坐标变换的方法，建立了该类曲面铣削加工的切削力模型。通过仿真分析得出，加工过程中，切削力的大小和方向是不断变化的，它不仅受切削用量的影响，还与曲面的形状密切相关。切削力是铣削加工过程中引起振动的激振力，通过切削力模型的仿真，实现了对柱状曲面切削力大小和变化规律的预测，为加工误差的预

2、测与控制奠定基础。关键词：切削力模型；切削力系数；切削参数；离散化中图分类号：TH112．2；TG65文献标识码：AModelingandSimulationofCuttingForceforCylindricalSurfaceMillingLITao—yuan，GUOPei—quan，ZHA0Hao—dong(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofJinan，Jinan250022，China)Abstract：Cuttingforceforcylindricalsurfaceistakenasaresearchobject．

3、Theequationofcuttingforceisestablishedbasedondiscretizationmethodasfeedinginstraight-linepath．Themethodofcoordinatetransformationisbeused，themodelofmillingforcewasbuildbasedonthemanufacturingcharacterofcy-lindricalsurface．Theresultisthatfromsimulation，themillingforceiscontinualchangeinmanu

4、facturingprocess，it’Snotonlyinfluencedbymillingparameter，butalsorelatedwiththeshapeofcurve．Millingforceisthereasonofproducingvibrationinthemanufacturingprocess，thepredictionofitschangeregularisgot，establishedthebasicforpredictingandcontrollingmanufacturingerror．Keywords：cuttingforcemodel；c

5、uttingforcecoeficient；cuttingparameter；discretization0引言差的预测与控制奠定了基础。1切削力方向单位矢量切削力是铣削加工过程中一个非常重要的物理参数，切削力不仅能够使刀具、主轴等发生变形，而侧铣加工通常使用键槽铣刀或平底立铣刀，这且是铣削加工过程中引起振动的激振力。所以切削两种刀具对侧铣加工来讲是等效的，切削力的计算力大小和方向的变化，对工件的加工精度有着直接也相同。因此以平底立铣刀为模型，对切削力进行的影响。通过对切削力的准确预测，能够实现对加建模。工误差进行预测和控制，有利于提高工件的加工精典型的平底立铣刀可以描述为

6、圆柱体上绕有螺度。国内外的许多学者对切削过程中的切削力研究旋槽，切削刃为绕在圆柱表面上的螺旋线。在图1中，做了大量的工作，通过不同的方法建立了切削力模为了方便描述第i齿上第J．点处切削点的瞬时位置，型，并对切削力系数进行了识别¨。，但大多数研究定义了静止坐标系xyz和动坐标系Xiy，坐标系对切削力的建模是基于直线进给运动的，当进给为xiy固定在刀具端面上，随刀具平移的同时，也随刀回转运动时，现有的切削力模型不再适用。本文首具绕轴线转动。轴的初始位置通过刀具初始状态第先对基于直线进给运动的切削力进行建模，然后建i齿切削刃与端面的交点，此时轴与轴逆时针方立了柱状曲面的切削力模型

7、，通过模型分析，能够实向的夹角为JB第i刃的方位可通过该角度来描述。现对柱状曲面的切削力进行预测和仿真，为加工误作用在切削点上的切削力沿切向、径向和轴向收稿日期：2010—05—1l；修回日期：2010—06—25基金项目：山东省自然科学基金项目(Y2007F21)作者简介：李涛远(1983一)，男，山东滕州人，济南大学硕士生，研究方向为先进制造技术，(E—mail)sunty．1i@163．eom。·设计与研究·组合机床与自动化加工技术三个方向分解，如图1所示，T、R、A分别表示这三个△，：【AFtAFr△FⅡ]