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弯管内表面球头铣刀加工的铣削力预报赵振华;王续跃;高航;魏兆成【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】基于已经设计好的内置圆弧导轨弯管内表面专用加工装置,分析装置沿弯管引导线纵向进给,沿法向截面横向进给的加工原理以及内表面不同位置处形貌的凹凸不同,结合五轴加工中的刀具倾角改进了进给方向角模型,提出了一种适用于大长径比弯管内表面的铣削力建模方法,并采用MATLAB仿真计算了加工过程中的瞬时铣削力.选取与仿真加工同等工艺参数,在弯管内表面0°,90°,180°三个特殊位置处截取小块曲面进行了验证实验,实验测得的铣削力在极值和变化规律上都与预测得到的铣削力基本相符,铣削力极值误差在16％以内,证明了该铣削力模型的可靠性.该铣削力模型对弯管内表面专用加工装置的强度校核,结构优化,加工过程的工艺参数选择都有一定的指导意义.【总页数】5页(P211-215)【作者】赵振华;王续跃;高航;魏兆成【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG506【相关文献】1.球头铣刀拐角加工铣削力预测研究 [J], 郑敏利;吴迪;杨琳;马卉2.面向球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识 [J], 王博;黎柏春;杨建宇;王宛山3.球头铣刀加工钛合金零件的铣削力特性 [J], 张耀满; 李万鹏; 杨铭宇4.球头铣刀曲面加工铣削力建模与仿真分析 [J], 杨博;喻明让;陈云5.球头铣刀三维曲面加工的铣削力预报 [J], 魏兆成;王敏杰;蔡玉俊;王亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
材料加工技术杂志189（2007）85-96具有加工倾角的球头铣刀切削力模型第二部分，切削条件、跳动、犁切和倾角的影响摘要本研究着重于工具切削工件斜度对球头铣削力的影响。
从热机械切削力建模计算，在本文件第1部分介绍[M. Fontaine, A. Moufki, A. Devillez切割中球头与工具面倾角铣削力模型。
第一部分的预测力模型和实验验证J. Mater. Process. Technol. 189 (2007) 73–84]在这里详细讨论和比较实验结果。
该球头铣刀提出的模型应用于机械加工直刀具路径和各种工具的表面倾角。
这两个斜坡和轮廓的配置进行了研究。
实验结果是从一台配备了Kistler测功机和球头铣刀的三轴数控上进行测试获得。
值得注意的是所指出的形状和切削力的信号水平。
为了确定最佳倾角，我们对刀具作用最大的切削力的变化做了研究。
全文对切削条件、径向跳动、犁切现象和切削稳定性造成的影响分别进行了讨论。
关键词：球头铣刀，切削力量，切削条件，刀具跳动;犁切;刀具倾角1.简介许多学者提出了有效的模型来预测铣削操作中切削力。
一些实验结果对钢[2-15]，铝合金[14-18]，锌合金[19,20]或航空合金[6,21-23]是有效的。
然而，这些因素对结果的影响很少被讨论。
众所周知，一些参数的影响在切削力水平和变化是明显的，并且在加工模型中考虑这些因素是重要的。
在球头铣刀的主要参数是切削条件、刀具的跳动、犁切现象和加工倾角。
在加工时，我们总是把它们分开对待而不是统一考虑。
在文献中，球头铣削加工所得到的切削力实验结果往往是相对切削条件（（主轴频率，进给量，切削深度，切削模式）的影响。
最主要的原因是，实验测试需要大量的时间和经费。
许多实验文献表明对于变化的切削速度值与额定进给率相关[3,4,6,11,13,15,18,19,21]，而有其他文献研究表明是受进给率和主轴运动频率的双重影响[7，11，12,16,17,22]。
关于P20模具钢的球头铣刀刀轴方向的调查报告摘要：加工诱导残余应力的产生机理是一个复杂的非线性和热力耦合问题。
在加工过程中，切削力和切削温度必须同时考虑。
本文则讨论了刀轴方向和每齿进给的切削速度对切削力、切削温度和残余应力的影响，同时并分析了进给方向倾斜角度对应下的有效切削速度。
切削力可以通过铣削实验获得，而切削温度则是通过有限元法获得。
此外，文章中还讨论了有效切削速度对切削力、切削温度和残余应力的影响及它们之间的关系。
为了更好地让读者理解铣削过程，本文则同时采用了实验和数值方法。
实验数据分析后便得出几个结论。
在进给方向的倾斜角影响有效切削速度，进而将影响切削力、切削温度和残余应力。
为了降低切削力，进给方向倾斜角优先选择是5°至30°。
工件温度的总体趋势呈现抛物线形状，而切屑的温度随进给方向倾斜角的增大而增大。
进给方向残余应力几乎随着每齿进速增加而增加，但放置整个进给速度的范围来看，这并不明显。
为了在工件表面产生残余压应力，倾斜角则优先选择在5°至15°。
关键词：P20模具钢球头铣刀刀轴方向1.引言P20模具钢由于经过适当热处理而获得的良好抗磨损和腐蚀性能则被广泛用于生产注塑模具。
此外，复杂曲面被普遍应用到现代产品设计，这促使了多轴加工的大量使用。
因此，P20模具钢的多轴加工值得特别关注，而且球头立铣刀普遍被应用在模具制造业中。
总体而言，加工后的表面质量（表面粗糙度、加工硬化和残余应力）始终是一个重要的研究领域，因为它对模具寿命和使用性能有显著的影响。
许多有关面粗糙度的研究已经发表。
加工后随之产生的物理因素包括加工硬化和残余应力，而残余应力在决定工件疲劳寿命、耐腐蚀性和尺寸稳定方面有重要作用，故其是评价加工后表面完整性的重要指标之一。
金属切削过程伴随高应变速率和高温耦合问题，并将产生极大应变，同时会产生切削力和切削热，这通常导致非均匀的塑性变形，最终残余应力会诱导产生。
平前刀面球头铣刀的几何角度分析大连理工大学(116024)王殿龙康德纯摘要:分析了帄前刀面球头铣刀的几何角度,给出了该铣刀的刀刃参数方程,推导了铣刀法向前角、刃倾角和主偏角计算公式。
关键词:球头铣刀,帄前刀面,几何角度A nal ysis f o r G eometric A ngles of Ball2end Milling Cutter with Plane FaceWang Dianl ong et alAbstract : The g eometric ang les of the b all2end milling cu tter w ith plane face are analyzed. The equ ations of the cu tting edg e parameters of this cu tter are presented. The formu las for calcu lating the normal or th og onal rake , cu tting edg e inclination ang le and cu tting edg e ang le are d edu ced.K ey w ords : b all2end milling cu tter ,plane face ,g eometric ang le球头铣刀已广泛应用于具有复杂几何形状的工件三维表面加工。
在各种类型的球头铣刀中,具有帄前刀面的球头铣刀具有结构简单、易于设计制造、便于重磨等特点。
为了研究帄前刀面球头铣刀的切削性能,建立在不同切削条件下该球头铣刀的切削力、扭矩和切削功率的计算机预报模型,首先必须对该球头铣刀的几何参数进行分析研究。
本文拟对帄前刀面球头铣刀的几何角度———包括刀刃参数方程、法向前角、刃倾角、主偏角等作一分析。
帄前刀面球头铣刀可看作由圆柱体和半圆球体两部分构成,其刀刃则由球面曲线和圆柱螺旋线共同构成。
球头铣刀加工表面形貌仿真预测赵厚伟;张松;赵斌;张庆;赵国强【摘要】根据表面形貌的定义,将球头铣刀加工表面分离为宏观的形状误差和微观的表面粗糙度两部分,综合运用几何建模和神经网络对表面形貌进行仿真预测.利用图形矩阵变换原理和矢量运算法则,推导出球头铣刀相对于工件的运动轨迹方程,建立了基于MATLAB软件的三维表面形貌仿真模型对形状误差进行预测.借助于MATLAB软件,通过反复训练建立了BP神经网络表面粗糙度预测模型.通过实验验证了仿真预测模型的准确性,表明所建立的模型具有有效的预测作用.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2014(020)004【总页数】10页(P880-889)【关键词】表面形貌;球头铣刀;形状误差;表面粗糙度;仿真;预测【作者】赵厚伟;张松;赵斌;张庆;赵国强【作者单位】山东大学机械工程学院/高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东济南250061;山东大学机械工程学院/高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东济南250061;山东大学机械工程学院/高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东济南250061;山东大学机械工程学院/高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东济南250061;山东大学机械工程学院/高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】TH164;TP3910 引言表面形貌指切削加工中由于安装误差、刀刃形状、刀具磨损和切削振动等因素，在零件被加工表面上残存的各种不同形状大小的微观凸峰和凹谷［1］。
表面形貌对零件的机械性能、物理性能和使用性能有重要影响，直接影响零件的工作精度和使用寿命［2］。
因此，准确地预测表面形貌及其评定参数，不但能在切削加工之前正确地识别出加工过程中可能出现的表面缺陷，而且对合理确定切削参数、控制和改进加工方法、研究表面几何特性与零件使用性能的关系，以及提高生产效率、降低生产成本，都具有重要的意义。
切削钛合金用YG8球头铣刀微织构设计准则及实验研究
钛合金因其优异力学性能、抗腐蚀性能和抗高温氧化等特性被广泛应用于航天、医疗、汽车等领域,但钛合金是典型的难加工材料,钛合金的切削加工比传统材料困难得多。
而在刀具表面置入微织构可以减少刀-屑接触面积,降低摩擦力,起到抗磨减摩的作用。
本文以改善刀具切削性能为目标,研究硬质合金球头铣刀的微织构参数对切削温度、切削力、刀具磨损和工件表面粗糙度的影响规律,并通过回归分析建立数学模型,以硬质合金微织构球头铣刀切削性能为评价标准,应用遗传算法对微织构参数进行多目标优化,建立微织构设计准则数学模型。
首先从理论上分析了微织构抗磨减摩机理,从切削运动角度阐述了微织构有效作用面积,设计了微织构刀具的制备工艺。
为了研究切削参数对硬质合金微织构球头铣刀切削性能的影响,进行了不同切削参数下的切削钛合金仿真试验。
分析了切削参数对切削温度和切削力的影响,并对硬质合金微织构球头铣刀进行了切削钛合金的实验验证。
并且综合考虑切削力、切削温度以及加工速率优选出一组最佳切削参数,为下一步研究奠定基础。
然后,通过不同微织构参数下硬质合金微织构球头铣刀切削钛合金仿真及试验研究,获得了切削温度、切削力、刀具磨损和加工表面粗糙度的测量数据。
分别研究了微织构参数对切削温度、切削力、刀具磨损和已加工表面粗糙度的影响规律,为制定硬质合金球头铣刀微织构设计准则提供基础研究。
最后,设计微织构设计准则量化模型,以微织构参数的直径、坑深、间距和距刃距离为变量分别建立切削温度、切削力、刀具磨损及工件表面粗糙度多元回归数学模型,并
建立相应的量化评价标准,以硬质合金微织构球头铣刀切削性能为评价标准,应用遗传算法对微织构参数进行多目标优化,提出微织构设计准则。
