圆弧刃铣削淬硬钢：过程阻尼与极限切深研究

"考虑过程阻尼的圆弧刃铣削淬硬钢极限切深 (2016年) - 沈阳工业大学学报" 在金属切削领域，尤其是在高速加工中，过程阻尼是一个关键因素，它直接影响着切削过程的稳定性及工件的表面质量。这篇2016年的论文探讨了圆弧刃铣削淬硬钢时，考虑过程阻尼的影响对极限切深的计算和预测。圆弧刃铣刀因其特殊的几何形状，在铣削过程中具有良好的排屑性能和较高的生产效率，因此在硬材料加工中广泛应用。 作者郑敏利等人首先分析了刀具结构的几何参数，包括刀具后角和刃口半径，以及工艺参数，如切削速度、进给量等，对现有模型进行了整合优化，从而构建了一个新的动态铣削数学模型，该模型考虑了过程阻尼效应。在该模型中，后刀面侵入体积的计算是关键，因为它直接影响切削力和振动的大小。 通过大量的切削稳定极限实验，研究者在高速下获得了极限切深的数据，这些实验数据验证了模型的准确性。同时，他们利用Matlab软件进行数值计算，结合ANSYS软件进行有限元分析，求解了铣削过程中的模态方程，得到了过程阻尼系数。这些系数是评估系统动态特性的重要指标，它们反映了切削过程中振动能量的衰减程度。 在此基础上，研究人员引入了能量平衡方程，通过计算淬硬钢的耕犁力系数，进一步预测了极限切深。耕犁力是指刀具切削时对工件材料的塑性变形所施加的力，它是影响切削过程稳定性的关键因素之一。仿真结果表明，刀具的后角和刃口半径对过程阻尼的影响显著，这些参数的改变会直接影响到铣削过程的稳定性，进而影响极限切深的大小。 论文的结论是，通过考虑过程阻尼，可以更准确地预测淬硬钢在圆弧刃铣削中的极限切深，这对优化加工工艺、提高加工效率和降低生产成本具有重要的实际意义。此外，该研究也为理解和控制高速铣削过程中的振动问题提供了理论支持，对于推动金属切削技术的发展和改进具有积极的作用。 关键词涉及的过程阻尼、耕犁力系数、极限切深、圆弧刃铣削、能量平衡法、动态铣削、ANSYS仿真和铣削稳定域，均是论文深入研究的核心概念。这项工作对于工程技术人员理解高速切削过程中的动态行为，特别是处理硬材料时的工艺优化，提供了宝贵的理论指导。