一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法技术

本发明专利技术属于金属加工领域，并公开了一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法。基于此模型可以选择合适铣削深度优化加工，主要步骤包括：首先将螺旋立铣刀沿周向离散为扇形柱微元，然后由切削力系数计算扇形柱上的切削刃受力，最后把参与铣削加工区域的微元刃受力进行积分得到总切削力。该模型分析了轴向切深对切削力与其波动，提出了一个螺旋立铣刀专用的切削系数来快速判断切削力波动并简化切削力预测，基于铣削力波动分析铣削动力学模型，选择最合适的铣削深度，指导并优化加工。

Milling force modeling method for a flat bottom helical end mill

The invention belongs to the field of metal processing, and discloses a milling force modeling method of flat-bottomed spiral end milling cutter. Based on this model, the appropriate milling depth can be selected. The main steps include: firstly, the spiral end milling cutter is discretized into sector cylinder elements along the circumference, then the force on the cutting edge on the sector cylinder is calculated by cutting force coefficient, and finally the force on the micro-element edge in the milling area is integrated to obtain the total cutting force. The model analyses the effect of axial cutting depth on cutting force and its fluctuation, and proposes a special cutting coefficient for spiral end milling cutter to quickly judge the fluctuation of cutting force and simplify the prediction of cutting force.

【技术实现步骤摘要】
一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法
本专利技术属于金属加工领域，更具体地，涉及一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法。
技术介绍
高速切削技术具有加工过程中保持相对低的切削力、高加工精度、高加工表面质量和低加工成本等优势,因而广泛应用于航空、航天、模具、汽车等领域。在实际加工中，铣刀切削刃与工件的相互作用是一个快速、复杂的变化过程，且其受力变化是其它一切物理量变化的根源，因此对铣刀所受切削力进行预测进而控制铣削力，对提高加工质量具有重大意义。刀具轨迹规划是根据零件模型、加工方案和误差要求生成刀具运动路径的过程。从铣削加工过程的动力学角度看,铣削加工过程中刀具-工件间的相对振动会使加工表面产生振痕，不仅严重影响加工质量而且容易造成刀具磨损。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法，在铣削稳定域中选择合适的铣削深度，可以让铣削力平稳，进而让加工过程平稳则更容易获得更好的表面质量。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立刀柱坐标系：平底螺旋立铣刀的进给方向为+x，垂直远离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立刀柱坐标系：平底螺旋立铣刀的进给方向为+x，垂直远离加工工件表面的方向为+y，刀具轴线指向主轴方向为+z，刀具旋转方向为顺时针且旋转角度为α，扇形柱微元位置为

【技术特征摘要】
1.一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立刀柱坐标系：平底螺旋立铣刀的进给方向为+x，垂直远离加工工件表面的方向为+y，刀具轴线指向主轴方向为+z，刀具旋转方向为顺时针且旋转角度为α，扇形柱微元位置为2)将平底螺旋立铣刀的轮廓简化为圆柱形，将平底螺旋立铣刀沿圆周分割为角度为的扇形柱，扇形柱中的任意一个微元刃在切削区域中所受到的切削力为(dFt,dFr,dFa)，微元刃所受到的切削力如式(1)所示：其中,dFt、dFr、dFa分别微元刃所受切向力、径向力和轴向力，Kte、Kre、Kae分别为微元刃切向、径向、轴向刃口力系数分量,Ktc、Krc、Kac分别为微元刃切向、径向、轴向面积力系数分量,为微元刃的轴向长度，λs为平底螺旋立铣刀的螺旋角，r为平底螺旋立铣刀的半径，h为微元刃的瞬时切屑厚度，该瞬时切屑厚度h表示为：式中fz为平底螺旋立铣刀的每齿进给量；3)通过坐标变换，将微元刃上的切削力转换到直角坐标系中的分量，表示如下：式中dFx、dFy、dFz分别为微元刃在直角坐标系中所受x、y、z方向的力；4)在直角坐标系中平底螺旋立铣刀所受合力为：式中，为平底螺旋立铣刀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曦，魏俊立，黄伟健，陈雨，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42