平面曲线端铣加工过程铣削力的建模与预测

针对平面曲线端铣加工过程,提出一种考虑瞬时进给方向的铣削力预测方法。铣削加工时每齿进给量、切入/切出角以及瞬时切屑厚度等铣削参量随着曲线曲率的改变而变化,将单个频齿周期内的曲线加工过程看做是一系列铣削条件恒定的微小稳态加工过程,建立了等效进给量、切入/切出角的矢量计算模型,通过计算每一微小阶段的铣削参量,推导了平面曲线端铣中基于傅里叶级数展开的铣削力模型。以PCr Ni3Mo VA钢为工件材料,分别进行圆弧和Bezier曲线端铣加工试验,试验结果表明,预测的铣削力在幅值和变化趋势上与试验测量结果吻合良好,验证了该铣削力预测方法的有效性。

基于B样条曲线建模预测复杂型面动态车削力

针对复杂型面切削中斜角切削剪切滑移变形的切削力模型的局限性,建立了基于刀具-工件接触区域动态特性的切削力预测模型.通过分析复杂型面车削中动态接触区的多种情形,采用B样条曲线插值参数化的方法构建刀具-工件接触区域动态边界的统一数学模型,基于该模型计算切削层面积、接触刃长度和摩擦力方向角等模型参数.利用直线车削试验确定预测模型的切削力系数和刃口摩擦系数,对包含有凹形型面、凸形型面和圆柱面的复杂型面车削进行了切削力预测,预测结果与实际测量相比误差在1015％以内,验证了所建模型的可行性和准确性.

三维工序模型切削载荷动态变化的工艺优化策略

综合零件的加工特征及约束条件并引入布尔差运算,可以分解出零件典型面组并生成对应的工艺路线谱系,达到零件加工工艺快速优化设计的目的。通过分析三维工序模型典型面组加工时的动态特性,采用B样条曲线插值参数化的方法构建刀具-工件接触区域动态边界的统一数学模型,预测切削载荷动态变化状况,并进行切削参数优化达到有效控制切削载荷的目的。最后以某零件的车削加工为例进行分析,验证该工艺优化策略的可行性。