在螺旋銑孔過程中,刀具繞其自身軸線自轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上圍繞預(yù)加工孔中心公轉(zhuǎn)并保持軸向進(jìn)給.為了準(zhǔn)確預(yù)測碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）螺旋銑孔過程中的切削力,基于螺旋銑孔的基本切削機理,考慮刀具側(cè)刃和底刃在進(jìn)給過程中對切削過程的影響及復(fù)合材料的各向異性特征,構(gòu)建螺旋銑孔過程中切削力解析模型.根據(jù)全因子條件下復(fù)合材料螺旋銑孔試驗數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)擬合方法識別底刃切削力系數(shù),采用瞬時切削力方法識別側(cè)刃切削力系數(shù).結(jié)果表明仿真切削力能夠較好地擬合試驗值. 

【文章來源】：東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,41(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

刀具中心軌跡

在螺旋銑孔過程中，刀具中心軌跡呈螺旋狀下降，為了分析方便，首先建立兩個坐標(biāo)系，如圖2所示，O-xyz為工件坐標(biāo)系，c-xcyczc為刀具坐標(biāo)系．假設(shè)刀具在任意時刻自轉(zhuǎn)角度為φ，公轉(zhuǎn)角度為θ．采用半解析方法進(jìn)行切削力建模，假設(shè)M點位于刀具第i個切削刃上，其軸向高度為z，采用微分幾何的方法將刀具離散成若干沿軸向分布的微元，對每個微元進(jìn)行分析，分別建立切向、徑向和軸向微元切削力:

在碳纖維增強復(fù)合材料的切削加工過程中，必須考慮纖維定向的影響．纖維切削角度為刀具進(jìn)給方向與纖維鋪層方向的夾角，當(dāng)工件材料為0°鋪層的單向CFRP，刀具繞預(yù)加工孔中心的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致刀具在銑孔過程中的任意位置處纖維切削角度均不同，如圖3所示．當(dāng)?shù)毒咦赞D(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向均為順時針方向，刀具位于y軸最大位置時，纖維切削角度為0°，而當(dāng)?shù)毒咚矔r針轉(zhuǎn)過90°，纖維切削角度為90°，刀具繼續(xù)轉(zhuǎn)動，切削角度也在實時變化．在一公轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，纖維切削角度從0°變?yōu)?80°，再從180°變化至0°．也就是說，在切削過程的每一時刻，由于刀具的旋轉(zhuǎn)，纖維切削角度并不相同，但是對于單向鋪層的復(fù)合材料，在公轉(zhuǎn)一周范圍內(nèi)，纖維切削角度具有周期性，因此，軸向切削力必須考慮由于公轉(zhuǎn)角度導(dǎo)致的切削力波動因素．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向球頭銑刀多軸銑削加工的銑削力系數(shù)辨識[J]. 王博,黎柏春,楊建宇,王宛山.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(11)



本文編號：2980872