一种平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件的切削力建模方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件的切削力建模方法
本专利技术涉及金属切削加工领域，具体为一种平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件的切削力建模方法，适用于平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件加工。
技术介绍
近年来，随着国家航空业的发展，新机型、新材料的研制与应用，对产品功能与性能的要求也日趋多样化，各种新材料的整体锻件在飞机起落架上得到了广泛的应用，使得这些大型复杂轴类零件的加工难度提高。车铣加工中心是高档数控机床，可以实现五轴联动加工，不仅能完成复杂曲面加工，而且能获得好的表面质量，其中正交车铣加工通过工件旋转运动与刀具旋转运动相结合完成复杂轴类零件成形加工的一种加工方式，具有满足大型复杂轴类零件一次装夹多工序加工的优点。为了在正常工况下，以最大的材料去除率正交车铣加工轴类零件，需要对正交车铣轴类零件的切削力建模，预测给定切削参数下的正交车铣轴类零件的切削力，安排合理的加工参数。切削力预测的常用模型有：经验模型、有限元数值模型、人工智能模型及机械模型四种。经验模型根据切削力测试实验获得的切削参数以及切削力数据，用统计学原理建立切削力与切削参数间的函数关系，为了保证模型的准...
【技术保护点】
一种平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件的切削力建模方法，其特征在于包括如下步骤：S1：分别建立螺旋立铣刀坐标系和轴类零件坐标系，确定两个坐标系间的坐标变换；S2：在建立的坐标系中，明确正交车铣切削运动轨迹，确定轴向进给、径向进给和总进给；S3：在建立的坐标系中，根据计算得到的正交车铣运动轨迹和确定的进给，确定正交车铣切屑几何：a：将螺旋立铣刀轴向离散成数层，根据获得的进给和正交车铣运动轨迹，在建立的坐标系，确定每个离散层的正交车铣切屑厚度；b：确定各个转角位置的正交车铣切削深度，判断离散层是否处于切削深度范围内；c：根据确定的正交车铣切屑厚度和切削深度，确定正交车铣切削的切入切...
【技术特征摘要】
1.一种平底螺旋立铣刀正交车铣轴类零件的切削力建模方法，其特征在于包括如下步骤：S1：分别建立螺旋立铣刀坐标系和轴类零件坐标系，确定两个坐标系间的坐标变换，所述正交车铣切削中螺旋立铣刀坐标系和轴类零件坐标系间的坐标变换，通过如下公式计算得到：其中，xw，yw和zw是轴类零件坐标系中点的坐标值，xF，yF和zF是刀具坐标系中点的坐标值，R为工件半径，ap为给定的切削深度，θ为工件转角，e为t＝0时刀具坐标系的zF轴相对zw轴在yw轴负方向存在的偏心，t为切削时间，fa为轴向进给，N为刀具齿数，λ为铣刀和工件的转速比，nF为铣刀转速，nw为工件转速；S2：在建立的轴类零件坐标系中，明确正交车铣切削运动轨迹，确定轴向进给、径向进给和总进给，所述正交车铣总进给通过如下公式计算得到：其中，ft为切向进给，fa为轴向进给，vfa是铣刀轴向进给速度，R为工件半径，nw为工件转速，ap为给定的切削深度；S3：在建立的螺旋立铣刀坐标系中，根据计算得到的正交车铣运动轨迹和确定的进给，确定正交车铣切屑几何：a：将螺旋立铣刀轴向离散成数层，根据获得的进给和正交车铣运动轨迹，在建立的坐标系，确定每个离散层的正交车铣切屑厚度；b：确定各个转角位置的正交车铣切削深度，判断离散层是否处于切削深度范围内；c：根据确定的正交车铣切屑厚度和切削深度，确定正交车铣切削的切入切出角，判断每个刀齿在各个转角位置是否处于切削中；S4：对每个离散层建立微元正交车铣切削力计算公式，根据确定的正交车铣切屑厚度、切削深度和正交车铣切入切出角，判断各离散层是否参与切削，确定微元切削力的积分限，积分参与切削的微元切削力，获得当前切削状态总切削力；其中，瞬时正交车铣切削力由机械模型计算，先得到正交车铣微元切削力计算公式，然后根据确定的正交车铣切屑厚度、切削深度和正交车铣切入切出角，判断离散层是否参与切削，确定微元切削力的积分限，积分参与切削的微元切削力，获得当前切削状态总切削力；所述当前切削状态总切削力的算法如下：根据Altintas的切削力机械模型，第j个刀齿的第i个微元的切削力可表示为：式中，Ktc，K...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫蓉，彭芳瑜，邱锋，汪勇，林森，李斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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