不等前角变螺旋圆弧立铣刀瞬时铣削力建模与系数标定方法

摘要

不等前角变螺旋立铣刀可有效抑制加工颤振,提高加工表面质量,并可有效降低刀具崩刃风险,然而,因各齿刀刃几何参数各异,现有模型已难以实现其切削力的准确预测,为此,提出了不等前角变螺旋圆弧立铣刀的切削力精确建模与系数标定新方法。给出了变螺旋圆弧立铣刀切削刃的几何及位置关系表达式,建立了考虑刀具跳动和各齿刃形变化的瞬时未变形切屑厚度计算模型和微元切削力预测模型;提出了切削力系数与跳动参数并行标定的非线性优化方法,并基于线性最小二乘法及斜角切削理论给出了模型参数初值的高效求解算法。实验结果表明,切削力预测的幅值与波形与实测结果具有很好的一致性,预测误差在15%以内,验证了所提方法的有效性。

关键词

不等前角 / 变螺旋铣刀 / 侧铣 / 铣削力 / 切削力系数辨识