螺旋立铣刀正交车铣切削力建模与仿真分析

"螺旋立铣刀正交车铣轴类零件切削力建模分析 (2014年)，作者: 闫蓉、邱锋、彭芳瑜、张杏红，发表于《华中科技大学学报(自然科学版)》，研究得到了国家自然科学基金等多个项目的资助。" 在机械加工领域，切削力的建模与分析对于优化工艺参数、提高加工效率和精度、降低刀具磨损至关重要。这篇2014年的论文聚焦于螺旋立铣刀在正交车铣过程中轴类零件的切削力建模。正交车铣是一种先进的复合加工技术，它结合了车削和铣削的优点，能够在一次装夹中完成复杂形状零件的精密加工。 论文中提到的研究对象是采用螺旋立铣刀对无偏心或下偏心的轴类零件进行加工。螺旋立铣刀因其独特的刀具结构，能有效控制切屑形成和改善切削稳定性。研究者首先分析了立铣刀圆周刃切除工件时的切屑几何形状，这是决定切削力大小的关键因素。切屑几何形状受切削速度、进给量、刀具角度等多种因素影响，通过精确计算这些因素可以更准确地预测切削力。 接下来，他们特别关注了切入和切出角的影响，这两个角度直接影响到切削过程中的应力变化和切削力的波动。为了建立切削力模型，论文采用了微元体方法，即沿铣刀轴向将切削区域划分为多个小段，对每个微元体建立瞬时切削力计算公式。这种方法考虑了切削过程中的连续性和局部性，提高了模型的精确度。 通过对每个微元体的瞬时切削力积分，研究者得到了瞬时正交车铣切削力的预测模型。这一模型可以用于预测整个切削过程中的切削力变化，为工艺参数优化提供理论依据。为了验证模型的准确性，他们在车铣复合加工中心进行了无偏心正交车铣的切削力实验，并将实验数据与模型预测结果进行了对比分析。 实验结果表明，所提出的切削力预测模型能够准确地模拟实际加工过程中的切削力，从而证明了该模型的有效性和实用性。这对于提高轴类零件的加工质量和效率，以及减少刀具磨损具有重要的工程应用价值。 这篇论文在螺旋立铣刀正交车铣技术领域做出了创新性的贡献，其研究成果有助于提升轴类零件加工的智能化水平，为实际生产提供了有力的理论支持。通过深入理解切削力模型，工程师们可以更好地设计加工过程，提高生产效率，同时确保加工精度和刀具寿命。