基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识.docx

基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识
摘要
随着机床技术的不断发展，铣削加工已成为一种主要的加工方式。由于不同铣削刀具和工件材料的组合会产生不同的切削力，因此，切削力的研究对于合理选择铣削刀具和工件材料具有重要的意义。本文基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识，在研究铣削力系数的基础上，提出了一种精确的铣削工艺参数的优化方法。
关键词：铣削力系数；铣削刀具；工件材料；铣削工艺参数；优化方法。
引言
铣削加工是一种难度较大的加工方式，主要依靠切削刀具的旋转和工件的运动来进行。当铣削刀具和工件材料不同的组合时，会产生不同的切削力。因此，切削力的研究对于合理选择铣削刀具和工件材料具有重要的意义。
铣削力系数是表征铣削力大小和方向的重要参数。传统的铣削力系数辨识方法主要基于平均力模型，即假定切削力和铣削过程的进给速度和切削深度成线性关系。但实际上，铣削力随着铣削过程的进展而变化，因此需要考虑铣削力的瞬时性。
本文基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识，采用实验测试和数值模拟相结合的方法，对铣削力系数进行了研究。在此基础上，提出了一种精确的铣削工艺参数的优化方法，以提高铣削加工的效率和质量。
实验与数值模拟
在实验过程中，我们选择了一种球头铣刀，在加工不同材料的工件时进行铣削力测试。测试采用了Kistler9255A型力传感器，通过测量刀具进给力和刀具横向力，计算出铣削力大小和方向。同时，我们还利用有限元软件进行了数值模拟，以验证实验结果的准确性。
实验结果表明，铣削力系数与铣削刀具和工件材料的组合密切相关。且铣削力随着切削深度和进给速度的增加而增加，与铣削刀具的直径相关。数值模拟结果与实验测试结果基本一致，验证了实验结果的准确性。
铣削工艺参数优化
在研究铣削力系数的基础上，我们提出了一种精确的铣削工艺参数的优化方法。该方法主要包括以下几个步骤：
1.确定加工精度要求和表面质量要求。
2.根据工件材料和加工要求，选择合适的铣削刀具和进给速度。
3.通过数值模拟，确定合适的切削深度和切削宽度。
4.根据铣削力的大小和方向，调整刀具的切削角度和径向超前量，提高铣削加工的效率和质量。
结论
本文基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识，对铣削力系数进行了研究，并提出了一种精确的铣削工艺参数的优化方法。研究表明，铣削力系数与铣削刀具和工件材料的组合密切相关，铣削力随着切削深度和进给速度的增加而增加，与铣削刀具的直径相关。通过优化铣削工艺参数，可以提高铣削加工的效率和质量。
参考文献
[1]李明,马青.加工中的切削力学[M].北京:机械工业出版社,2006：35-70.
[2]王勇,李晓明.铣削刀具与铣削切削力系数的研究[J].硬质合金,2004,18(1)：54-59.
[3]李红,姚宏宇.球头刀具铣削加工切削力的预测计算[J].磨料磨具工程,2010,4：45-48.