球头铣刀曲面多轴加工的刀具接触区半解析建模

作     者：魏兆成 王敏杰 王学文 赵丹阳 WEI Zhaocheng;WANG Minjie;WANG Xuewen;ZHAO Danyang

作者机构：大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024 鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司大连116600 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2017年第53卷第1期

页      面：198-205页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51205040) 中国博士后科学基金特别(2013T60280) 辽宁省自然科学基金资助项目(2014028005) 中央高校基本科研业务费专项资金(DUT14RC(3)047)资助项目 

主　　题：刀具接触区 复杂曲面加工 球头铣刀 

摘      要：刀具接触区界定了切削过程刀具与工件的相互作用范围,是研究切削力学/动力学的基础,复杂曲面加工的刀具接触区往往呈现不规则几何形状且沿曲线刀具轨迹不断变化。针对球头铣刀复杂曲面多轴加工,提出一种刀具接触区半解析建模方法。基于微元离散和刚体旋转变换的思想,将一般复杂曲面加工看成是一系列微小斜平面加工的组合,并且认为球头铣刀斜平面多轴加工的刀具接触区,可由球头铣刀水平面三轴立铣加工的刀具接触区经刚体旋转变换而得。通过将切削余量材料看成是一系列微厚材料薄层的叠加,构建了球头铣刀水平面三轴立铣加工的刀具接触区解析模型,从而建立球头铣刀复杂曲面多轴加工的刀具接触区半解析模型。仿真实例分析了模型的精度和效率,结果表明该半解析模型能够精确高效地描述复杂曲面多轴加工的刀具接触区。