微铣削中考虑刀具跳动的瞬时刀具挠度变形研究

基于对将刀具跳动(包括轴线偏移跳动及轴线倾斜跳动)的影响考虑在内的微铣削力的研究,提出一种新的微铣削加工过程中刀具挠度变形解析计算方法,在微铣削加工刀具挠度变形理论模型的建立过程中,以微立铣刀为例,将微立铣刀假设为连续的铁木辛柯梁(Timoshenkobeam)并采用刀具工件切削接触区域内沿刀具切削刃方向作用于切削刃离散微元上的分布微铣削力载荷取代作用于刀尖位置的总微铣削力。此外,为获取微铣削加工过程中的刀具挠度变形具体数值,设计并搭建包括x轴及y轴两方向电容式传感器的测量系统,并通过实验对所提出的微铣削加工过程中考虑刀具跳动的刀具挠度变形理论模型进行对比验证和分析,验证所提出模型的正确性,并为进一步研究微铣削加工过程工件表面质量及参数优化提供理论依据。

基于铣削力精确建模的工件表面让刀误差预测分析

航空航天制造业结构件的高速铣削加工中,在切削力作用下由整体铣削刀具挠度变形所引起的工件表面让刀误差,严重制约零件的加工精度和效率。针对这一问题,通过建立铣削力精确预测模型,结合刀具刚度特点,对工件让刀误差进行预测分析。将切削速度和刀具前角对切削力的影响规律引入二维直角单位切削力预测模型,并通过试验进行相关系数标定。借助等效前角将直角切削力预测系数应用到斜角切削力的预测,通过矢量叠加构建整体刀具三维切削力模型。分析刀具挠度变形对铣削层厚度及铣削接触中心角范围影响规律。基于离散化的刀具模型和切削力模型,建立铣削载荷条件下刀具等效直径悬臂梁模型弯曲变形计算方法。构建以刀具变形对铣削过程影响作用规律为反馈的刚性工件表面让刀误差及切削力柔性预测模型,通过整体铣刀铣削试验验证所建立理论模型的预测精度。