[发明专利]一种插铣加工切削力预测建模方法

权利要求书

1.一种插铣加工切削力预测建模方法，其特征在于，该方法包括：

(a)为叶轮、机匣之类的槽类零件选择插铣方式执行加工，并采集获得以下工艺参数： 插铣刀具自身的规格、插铣宽度、初始切入角、插铣过程角和最终切出角等；

(b)基于下列公式来对各种工况下的瞬时切削宽度进行计算，其中：

当执行小切宽插铣加工工况，也即目标切削宽度a_e小于或等于插铣刀具半径R时：

a(φji)=0φji<φst,φji>φexR-ae-Rcosφjiφst≤φji≤φstnR-R2-as2·cos2φji+as2·sinφjiφstn≤φji≤φex]]>

而当执行大切宽插铣加工工况，也即目标切削宽度a_e大于插铣刀具半径R时：

a(φji)=0φji<φst,φji>φexae-Rcosφji-R2-as2·cos2φji+as2·sinφjiφst≤φji≤φstnR-R2-as2·cos2φji+as2·sinφjiφstn≤φji≤φex]]>

其中，φ_ji表示插铣刀具的第j个刀齿上第i个微元各自的切削角度；a(φ_ji)表示切削角 度为φ_ji时所对应的瞬时切削宽度，单位为毫米；a_e表示执行插铣加工时所预设的目标切削 宽度，单位为毫米；R表示插铣刀具半径，单位为毫米；a_s表示插铣加工过程中相邻两次走刀 之间的走刀步距，单位为毫米；φ_st表示插铣加工的初始切入角，φ_stn表示插铣加工的切削 过程角，φ_ex表示插铣加工的最终切出角；

(c)利用步骤(b)所求得的所述瞬时切削宽度a(φ_ji)，建立如下所示的刀具瞬时动态总 切削力预测模型，并按照此模型来相应指导完成插铣加工过程：

Fx(φi)Fy(φi)Fz(φi)=Σj=1NKtKrKf-cosφji-sinφji0sinφji-cosφji0001S(φji)]]>

S(φ_ji)＝a(φ_ji)·f_z

其中，φ_i表示插铣刀具上所有刀齿的第i个微元所共同对应的切削角度；F_x(φ_i)、F_y(φ_i)、F_z(φ_i)则分别表示切削角度为φ_i时，插铣刀具各自沿着X轴、Y轴和Z轴方向的瞬时 切削力；N表示插铣刀具自身的刀齿总数；K_t、K_r、K_f分别表示可通过切削试验来标定的三向 切削力系数；f_z表示插铣加工的每齿进给量。