球头铣刀瞬态切削力数学模型建立和仿真.pdf

2 0 1 1 年 8 月农业机械学报第 4 2 卷第 8 期球头铣刀瞬态切削力数学模型建立与仿真! 王启东 1 刘战强 1 汤爱民 2 , 3 王社权 2 肖思来 2 , 3 ( 1 . 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室, 济南 2 5 0 0 6 1 ; 2 . 株洲钻石切削***股份有限公司, 株洲 4 1 2 0 0 7 ; 3 . 湖南大学机械与运载工程学院, 长沙 4 1 0 0 8 2 ) 【摘要】针对球头铣刀在 3 轴数控铣床中应用的 8 种常见铣削情形, 将铣刀轴向离散化为一系列微元切削刃, 首先分析并建立局部切削力模型, 进而通过积分运算求得铣刀整体切削力, 建立了结合前刀面剪切效应与后刀面犁切效应双重机制的球头切削力预报模型。该模型考虑了走刀间距对切削区域的影响, 采用几何分析方法求解瞬时参与切削的微元切削刃的分布, 容易实现程序化, 并利用 M a t l a b 对铣削力进行了数值仿真。最后, 通过以 4 5 号钢为工件材料的铣削试验获得试验数据, 数值仿真结果与试验结果对比, 验证了球头铣刀切削力模型的有效性。关键词: 球头铣刀切削力数学模型中图分类号: T G 7 1 4 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 0  1 2 9 8 ( 2 0 1 1 ) 0 8  0 2 0 0  0 7 M a t h e m a t i c M o d e l i n g a n d S i m u l a t i o n o f I n s t a n t a n e o u s C u t t i n g F o r c e f o r B a l l E n d M i l l i n g W a n g Q i d o n g 1 L i u Z h a n q i a n g 1 T a n g A i m i n 2 , 3 W a n g S h e q u a n 2 X i a o S i l a i 2 , 3 ( 1 . K e y L a b o r a t o r y o f H i g h E f f i c i e n c y a n d C l e a n M e c h a n i c a l M a n u f a c t u r e , M i n i s t r y o f E d u c a t i o n , S h a n d o n g U n i v e r s i t y , J i ’ n a n 2 5 0 0 6 1 , C h i n a 2 . Z h u z h o u C e m e n t e d C a r b i d e C u t t i n g T o o l s C o . , L t d . , Z h u z h o u 4 1 2 0 0 7 , C h i n a 3 . C o l l e g e o f M e c h a n i c a l a n d V e h i c l e E n g i n e e r i n g , H u n a n U n i v e r s i t y , C h a n g s h a 4 1 0 0 8 2 , C h i n a ) A b s t r a c t A d u a l 