給量都增加時(shí)，切削力也同樣會增加，但是切削速度的改變對切削力的影響不夠明顯。張鵬等[3]根據(jù)涂層PCBN 刀具對淬硬模具鋼（Cr12MoV）進(jìn)行切削試驗(yàn)，運(yùn)用極差分析方法，得出切削深度對切削力影響最為明顯。吳世雄等[4]通過液氮冷卻下的淬硬鋼高速切削研究，通過與干切削比較，得出液氮切削下的切削力增加了10.1%～12.8%。劉獻(xiàn)禮等[5]以汽車覆蓋件模具常用材料淬硬鋼 AISI D2 為研究對象，研究速度效應(yīng)對淬硬鋼 AISI D2 材料最小切削厚度的影響

程中，所產(chǎn)生的切削力是齒輪制造工藝最基本的物理參數(shù)，掌握切削力的變化規(guī)律是研究切削機(jī)理、研發(fā)新型刀具、提高加工精度的關(guān)鍵與前提，國內(nèi)外眾多學(xué)者對此展開了廣泛研究。Tang X K 等[1]針對銑削所產(chǎn)生的切削力，提出了三維未變形切屑厚度的計(jì)算方法，得到了穿透曲線的計(jì)算公式以確定加工區(qū)域，通過矢量分析法確定了工作法前角與工作刃傾角，最后建立了切削力力學(xué)模型以預(yù)測銑削力。Jiang C 等[2]認(rèn)為切削力是影響刀具壽命和機(jī)床加工性能的重要因素，根據(jù)展成法加工準(zhǔn)

勢[4-5]。切削力建模是預(yù)測刀具磨損斷裂、機(jī)床振動、切削參數(shù)優(yōu)化和表面質(zhì)量的基礎(chǔ)[6]，目前的研究中主要采用機(jī)械或者力學(xué)方法構(gòu)建切削力模型。李士鵬等[7]研究了切削力和刀具撓曲變形的耦合關(guān)系，考慮刀具受力變形規(guī)律，構(gòu)建了基于切削厚度迭代反饋的切削力預(yù)測模型。LIU等[8]提出了螺旋銑孔時(shí)域切削力模型，研究了切削力與主軸速度、切削深度及銑刀幾何形狀之間的關(guān)系。REY等[9]考慮螺旋銑孔切削機(jī)理和刀具幾何形狀，構(gòu)建了基于瞬時(shí)切屑厚度的切削力模型，并通過螺旋銑

善切削過程中的切削力。針對不同加工工況和被加工材料，切削液的潤滑作用對切削力的改善效果不同[1]。以銑削加工B65A-S材料為研究對象，在不同切削參數(shù)條件下對有無采用切削液的切削力進(jìn)行測試和分析，所得結(jié)論可為類似工況和材料加工提供數(shù)據(jù)參考，以減少切削液使用。2 試驗(yàn)原理及方案2.1 試驗(yàn)原理試驗(yàn)采用均勻設(shè)計(jì)法，利用均勻設(shè)計(jì)表得到切削速度、進(jìn)給量和切削深度的三因素十三水平設(shè)計(jì)方案，并采用測力計(jì)得到不同參數(shù)條件下的切削力，利用回歸分析方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，得

入研究高強(qiáng)度鋼切削力時(shí)發(fā)現(xiàn)，插銑加工可以高效快速地切削工件材料，有效提高零件的加工效率。Sun C.等[3]在研究插銑加工時(shí)發(fā)現(xiàn)，減小刀具切削深度和改變接觸面積可以避免產(chǎn)生頂?shù)冬F(xiàn)象。楊富偉[4]建立了30CrMnSiNi2A超高強(qiáng)度鋼插銑模型，研究小切削寬度插銑切削參數(shù)對銑削力的影響，結(jié)果表明，每齒進(jìn)給量和切削速度對銑削合力的影響較小，而徑向切削寬度和插銑步距對其影響較大。崔立強(qiáng)[5]對銑削力仿真和刀具變形量進(jìn)行了研究，得到插銑和側(cè)銑工件的加工精度。丁悅等

加工過程中存在切削力大、切削溫度高以及刀具磨損嚴(yán)重等問題。結(jié)合某型軍用盤類零件的車削過程，考慮具體加工條件和經(jīng)濟(jì)成本等問題，決定采用有限元法模擬加工環(huán)境。陶亮等[1]采用AdvantEdge軟件，研究了基于二維模型的Inconel 718高溫合金切削溫度分布和工藝參數(shù)優(yōu)化。馬浩騫等[2]采用ABAQUS軟件，基于二維模型研究了切削TC4鈦合金過程中的力-熱分布規(guī)律，并進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化。韓甲棟[3]研究了不同切削參數(shù)切削TC11鈦合金材料時(shí)的表面粗糙度和刀具磨

M)相比在降低切削力、延長刀具壽命、提高加工質(zhì)量和加工效率等方面展現(xiàn)出許多優(yōu)勢。目前的研究中，極少有利用激光輔助高速微切削技術(shù)對C/SiC陶瓷基復(fù)合材料進(jìn)行研究，為此，開展此方向研究十分重要。在微切削過程中，很多因素會對工件最終的表面質(zhì)量造成影響，其中切削力無疑是非常重要的一項(xiàng)。其大小受工件材料、切削參數(shù)、刀具參數(shù)等因素影響。切削力的大小對于切削熱、刀具磨損和已加工表面質(zhì)量都具有直接的影響。為此，優(yōu)化加工參數(shù)來改善C/SiC陶瓷基復(fù)合材料激光輔助高速微切削

同的織構(gòu)參數(shù)對切削力和切削溫度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)織構(gòu)角度對切削力和切削溫度影響顯著，特別是當(dāng)溝槽平行于切屑刃時(shí)，降溫減摩的效果顯著。徐明剛等在研究溝槽型微織構(gòu)刀具切削性能時(shí)，在YG8刀具的前刀面上置入矩形截面的溝槽，溝槽寬度為100μm，間距100μm，深度為50μm，使用有限元仿真軟件ABAQUS研究了微織構(gòu)刀具在切削液流體動壓射流工況下的切削性能。結(jié)果表明：在切削液和微織構(gòu)雙重作用下，工件的正應(yīng)力和應(yīng)變速率得到改善，刀具前刀面的應(yīng)力分布得到改善，切削中的

個(gè)切削過程中，切削力對加工質(zhì)量影響很大，因此有很多學(xué)者開展了對其切削力的研究。唐兵[7]通過切削加工實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了不銹鋼切削參數(shù)，為不銹鋼切削效率的提高以及實(shí)際加工的優(yōu)化提供了參考與指導(dǎo)。蔡權(quán)[8]等人通過車削316L 不銹鋼，得到了切削參數(shù)對刀具磨損的影響。李云光[9-10]以不銹鋼切削的理論與性能為研究方向，對于新型不銹鋼的表面的加工特性給出了特定的分析模型，給出了研究不銹鋼表面加工質(zhì)量影響因素水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。何耿煌[11]等闡述了國內(nèi)外對于不銹

630001 切削力概述切削力是切削加工中的重要物理量,是衡量材料切削加工性的重要指標(biāo)。切削力不但直接影響切削熱,而且會對刀具破損、刀具磨損、零件加工精度、加工表面完整性產(chǎn)生影響。切削力還是計(jì)算切削功率,設(shè)計(jì)機(jī)床、工裝夾具、刀具的重要依據(jù)。在切削過程中,切削力與切削熱耦合,容易使零件變形過大,進(jìn)而使零件報(bào)廢。由此可見,對切削力進(jìn)行研究很有必要,筆者介紹難加工材料加工切削力機(jī)理研究現(xiàn)狀。2 難加工材料切削加工從切削角度分析,難加工材料可以分為高強(qiáng)軔類難加工材

以在加工過程中切削力較小、 切削平穩(wěn)、 減振性能較好、 切削效率及刀具的耐用度較高。由于波刃立銑刀的切削性能及切削特點(diǎn)， 在汽輪機(jī)零部件的粗加工工序得到廣泛應(yīng)用， 從建立波形刃刀具切削力的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿胧郑?對波刃立銑刀與標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的切削力進(jìn)行對比分析。2 試驗(yàn)原理與試驗(yàn)方案2.1 試驗(yàn)原理整個(gè)試驗(yàn)利用均勻設(shè)計(jì)方法得出切削速度、切削進(jìn)給和切削深度的三因素10 水平的均勻設(shè)計(jì)方案， 然后利用測力計(jì)得出各參數(shù)下的各切削分力。 對切削分力計(jì)算合力后利用回歸分析方法對

若加工過程中的切削力過大，可能會導(dǎo)致筋板的嚴(yán)重變形甚至撕裂等現(xiàn)象發(fā)生[3]，從而使得車身材料的承載能力變?nèi)?，對行車安全性造成了極大威脅.因此，對于中空薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件的加工過程而言，切削力的研究便顯得尤為重要.對于中空薄壁結(jié)構(gòu)件切削力的研究方法主要有切削試驗(yàn)法和有限元法.李春廣[4]進(jìn)行了中空薄壁結(jié)構(gòu)件在不同刀具以及加工參數(shù)下的銑削試驗(yàn)研究，獲得了銑刀在不同加工位置處，中空薄壁結(jié)構(gòu)件在銑刀旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的整體切削力；王春[5]對中空薄壁結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了不同切削參數(shù)

及工件變形均受切削力的影響.尤其在高速切削加工中,切削力對刀具的磨損、工件表面質(zhì)量影響更大.因此，研究高速條件下切削參數(shù)和刀具角度對切削力的影響具有重要意義.對切削力的研究通常采用解析法[1-5]和實(shí)驗(yàn)法[6-7]，兩種方法都需要大量的實(shí)驗(yàn)才可以得出力的模型參數(shù),故材料成本和時(shí)間成本比較大.近年來隨著ABAQUS、ADVANTADGE、ANSYS等有限元軟件的發(fā)展，切削加工仿真[8-9]成為研究切削加工過程中切削力的一個(gè)重要手段.趙云峰、張言中等[10-1

環(huán)境因素等都對切削力的改變有直接或間接的關(guān)系[4-7]。關(guān)于切削力的研究最開始是由Kienzle O[8]使用經(jīng)驗(yàn)方法得出切削過程中產(chǎn)生的切削力，即將橫截面面積和特定能量系數(shù)乘積來表示切削力。關(guān)于切削工藝參數(shù)和刀具幾何參數(shù)時(shí)怎么影響切削力這個(gè)問題國內(nèi)外學(xué)者一直在研究，而絕大多數(shù)學(xué)者是在研究高速切削下的影響，這其中對高速銑削的研究居多。關(guān)于硬質(zhì)合金材料的刨刀，由于其切削時(shí)獨(dú)特的切削方式限制了切削速度，并在回程時(shí)不切削，故而切削效率不是很高，但刨削所需的機(jī)床、

切削加工過程中切削力較大，由于切削力是機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)和選用的重要參考依據(jù)[2-3]，是選擇刀具時(shí)需要考慮的重要因素，因此，為合理選擇機(jī)床和刀具，提高切削加工時(shí)的穩(wěn)定性和改善工件表面質(zhì)量，對高強(qiáng)度鋼切削中切削力的研究具有重要意義。通過仿真研究切削力效率高、成本相對較低，近年來逐漸受到一些學(xué)者的關(guān)注。文獻(xiàn)[4]通過DEFORM-3D仿真研究了合金鋼30CrNiMo8在不同切削參數(shù)下的切削力變化情況。文獻(xiàn)[5]基于正交試驗(yàn)建立了高強(qiáng)度鋼H13銑削力和表面粗糙度的

速切削過程中，切削力直接影響刀具壽命和表面加工質(zhì)量，是影響銑削加工的重要因素，且在切削機(jī)理中起重要作用[2]。目前大量研究通過模擬和實(shí)驗(yàn)，探尋切削參數(shù)、涂層材料、刀具參數(shù)等對切削力的影響，旨在預(yù)測及實(shí)現(xiàn)切削力更加穩(wěn)定的加工過程。文獻(xiàn)[3]分析了銑削參數(shù)對切削力的影響，進(jìn)一步研究切削力對刀具壽命的影響；文獻(xiàn)[4]分析了切削參數(shù)對銑削力分量的影響，并建立銑削力模型，實(shí)現(xiàn)了銑削力的預(yù)測和控制；文獻(xiàn)[5]采用有限元仿真軟件，研究了刀具幾何參數(shù)對切削力的影響；文獻(xiàn)[

有加工效率高、切削力和加工成本低、加工表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，使其在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造、精密零件加工等方面得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]。然而，塑性材料在高速切削加工過程中產(chǎn)生的鋸齒形切屑伴隨著切削力的周期性波動，會引起刀具壽命降低、加工表面質(zhì)量下降等問題。目前，研究人員對高速切削鋸齒形切屑形成過程中切削力、切削熱、刀具磨損、被加工表面質(zhì)量等進(jìn)行了大量的研究[4-7]。在高速切削加工過程中刀具和切屑接觸時(shí)間極短且接觸區(qū)非常小，很難通過實(shí)驗(yàn)方法來獲取高速切削

銹鋼切削過程中切削力大、切削溫度高且刀具磨損嚴(yán)重，是一種典型的難加工材料。不銹鋼的切削加工過程中切削力和鋸齒形切屑對刀具壽命和已加工表面質(zhì)量有很大的影響。對于易形成鋸齒形切屑的材料，由于熱塑性失穩(wěn)導(dǎo)致的切屑變形集中、切屑呈節(jié)狀和應(yīng)變率強(qiáng)化等因素，速度對切削力的影響不會太明顯。高速下切削力隨著切削速度的增加會因材料的熱軟化而呈現(xiàn)下降的趨勢。利用經(jīng)驗(yàn)公式對金屬切削加工過程中的切削力進(jìn)行預(yù)測，式中的參數(shù)大小和正負(fù)代表了不同的物理意義。但考慮刀具磨損的切削力經(jīng)驗(yàn)公

要方法，可靠的切削力定量預(yù)測是必不可少的.近些年，針對鈦合金和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)等難加工材料，開展了大量螺旋銑孔工藝技術(shù)研究[1-6]，研究熱點(diǎn)集中于構(gòu)建切削力模型.其中，切削力系數(shù)的識別問題尤為突出.銑削過程中，常利用機(jī)械或力學(xué)方法建立切削力模型，準(zhǔn)確識別模型中的切削力系數(shù)非常關(guān)鍵[7].平均力系數(shù)方法根據(jù)所測量的平均切削力通過線性擬合的方法來識別力系數(shù), 王博等采用平均力系數(shù)方法識別了球頭銑刀多軸銑削加工的銑削力系數(shù)[8].熱力耦合方法計(jì)算

件本身的振動、切削力、刀具的磨損及車床本身的影響[1-3]，加工難度較大，成為如今企業(yè)生產(chǎn)大螺距多頭梯形螺紋的瓶頸。目前大螺距多頭螺紋的主要在普通車床和數(shù)控車床上加工，普通車床的優(yōu)點(diǎn)是齒輪傳動力矩大、剛性好、大切深、快開粗，可變超低速精加工，用鋒利的高速鋼白鋼刀擠壓工件表面，達(dá)到較理想表面質(zhì)量；其缺點(diǎn)是勞動強(qiáng)度大、對操作技巧要求高、尺寸與配合精度差、產(chǎn)品互換性差、設(shè)備的運(yùn)行剛度和穩(wěn)定性差、加工效率低。數(shù)控車床加工相比普通車床具有自動化程度高、勞動強(qiáng)度小、尺

轉(zhuǎn)動切削巖體的切削力是巖層鉆孔研究的核心內(nèi)容之一。關(guān)于切削破巖的機(jī)理及受力分析，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。徐小荷等[1]提出計(jì)算切削力的最大剪應(yīng)力模型，認(rèn)為切削時(shí)破碎面遵守莫爾-庫侖強(qiáng)度理論；Evans[2]通過觀察楔形截齒切入巖體中的破壞形態(tài)，提出一種按最大拉應(yīng)力計(jì)算切削力的方法；Merchant等[3]針對彈塑性材料切削，提出一種半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，假設(shè)剪切破裂面是沿齒尖到巖石表面的一條直線，實(shí)驗(yàn)表明該模型適用于煤炭和濕白堊石的切削；胡忠舉等[4]實(shí)驗(yàn)研究了

具和工件之間的切削力直接影響切削熱的產(chǎn)生、刀具的磨損及表面質(zhì)量.因此研究切削力的產(chǎn)生機(jī)理，并建立切削力預(yù)測模型，進(jìn)而掌握切削力的變化規(guī)律對切削加工中的刀具、夾具選擇以及工藝參數(shù)優(yōu)化可以起到一定的指導(dǎo)作用.為了建立切削力模型，研究參數(shù)對切削力的影響規(guī)律，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作.Lee等[1-2]通過一系列正交切削實(shí)驗(yàn)測得了切削過程中的剪切屈服應(yīng)力、前刀面上的平均摩擦力系數(shù)以及剪切角等參數(shù)，采用經(jīng)典的斜角切削變換方法得到了球頭立銑刀切削刃上切削力的分布

微銑削。微銑削切削力的建模和預(yù)測對微銑削加工有重要意義，準(zhǔn)確有效的切削力模型可以為加工提供參考，對避免刀具斷裂和減輕刀具磨損有重要意義。微銑削切削力的解析建模大多是通過刀具瞬時(shí)切削體積來計(jì)算切削力的。Bao等[2]建立了刀具切削刃的運(yùn)動軌跡，通過相鄰兩條軌跡的距離來計(jì)算瞬時(shí)切削厚度，然后計(jì)算瞬時(shí)切削力的大小。Bissacco等[3]考慮微銑削的尺寸效應(yīng)切削力模型，該模型根據(jù)最小切厚和刀刃半徑的比值修正了切屑的等效滑移面。張琢等[4]通過有限元方法，通過JC

研究筒鉆單齒的切削力特性，為鉆機(jī)切削參數(shù)的合理選擇提供了參考依據(jù)，并為鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。切削力是指筒鉆單齒在切削巖石的過程中受到的巖石反作用力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也越來越成熟，該方法既省時(shí)省力，又能獲得準(zhǔn)確的仿真結(jié)果。目前，國內(nèi)外研究人員使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對刀具切削巖石進(jìn)行了大量的研究。文獻(xiàn)[1]利用有限元軟件仿真分析了齒前角對擴(kuò)孔器單齒主切削力的影響規(guī)律。文獻(xiàn)[2]建立單個(gè)PDC切削齒受力模型，對PDC單齒的切削效率進(jìn)行了分

銑削加工過程中切削力與工藝參數(shù)之間的映射關(guān)系，建立CFRP銑削加工有限元仿真模型并對切削力進(jìn)行分析。基于ABAQUS軟件通過定義材料屬性、材料失效模型、纖維鋪層數(shù)和纖維方向建立了CFRP銑削加工二維有限元仿真模型，并對該模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?；谠撃Ｐ?，分析了切削力與纖維方向角、銑削速度、每齒進(jìn)給量和刀具前角等工藝參數(shù)之間的映射關(guān)系。仿真結(jié)果表明：纖維方向角從0°增大到90°，切削力呈現(xiàn)降低趨勢，而纖維方向角從90°增大到180°，切削力呈現(xiàn)增大趨勢。隨著切

重[3,4]。切削力的大小對刀具磨損有重要影響[5]，本文進(jìn)行Ti6242鈦合金的車削仿真并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，研究切削Ti6242過程中切削速度、進(jìn)給量、切削深度對切削力的影響，從而為研究切削Ti6242的刀具磨損、提高其加工效率提供理論依據(jù)。1 有限元模型的建立1.1 材料特性鈦合金Ti6242材料的組成為Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo，是一種可在500 ℃左右使用的一種近α 型高溫鈦合金。其主要性能指標(biāo)如表1所示。表1 Ti6242的主要性能指標(biāo)1.

71003)“切削力測量”不僅是機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”的重要實(shí)驗(yàn)之一,而且是研究新型材料切削加工性的重要實(shí)驗(yàn)方式之一。為了驗(yàn)證切削過程中切削力隨切削用量變化的規(guī)律,各高?；旧隙奸_設(shè)了切削力測量實(shí)驗(yàn)。彭軍強(qiáng)等[1]探索了傳統(tǒng)的“切削力測量實(shí)驗(yàn)”的開設(shè)方法。狄寶晶等[2]嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)等輔助手段建立切削力與切削用量的經(jīng)驗(yàn)公式。郭文斌等[3]探索了切削力、表面粗糙度、刀具磨損等切削要素一體化測量方法。呼燁等[4]利用位移傳感器和八角環(huán)測力儀設(shè)計(jì)了

。但該方式會對切削力造成較大影響，從而產(chǎn)生加工精度降低、刀具磨損加劇等不利現(xiàn)象，因此研究倒棱參數(shù)對切削力的影響規(guī)律應(yīng)該引起足夠的重視。目前，PCBN刀具倒棱參數(shù)對切削力影響的研究較少，國內(nèi)外研究主要集中在切削用量、切削方式以及材料硬度等對切削力的影響方面。Kurt A等通過球墨鑄鐵干切削試驗(yàn)研究了切削用量對切削力、刀具磨損等的影響[2]。Ng E G等利用FORGE 2軟件模擬了AISI H13鋼的正交切削過程，研究了切削速度對切削力、切削溫度等的影響，并

53)0 引言切削力是機(jī)床加工中的重要參數(shù)，其對于加工質(zhì)量、加工效率、刀具壽命等有著直接的影響。同時(shí)，切削力是機(jī)床加工功率計(jì)算、切削參數(shù)制定、刀具選擇等的指導(dǎo)。因此，開展切屑力研究，分析機(jī)床加工過程中切削力變化與各切削參數(shù)的關(guān)系，對于提升機(jī)床整體性能具有重要的意義。切削力的測量可分為直接測量、間接測量。切削力直接測量是將壓電元件、光纖、加速度、位移探針等傳感器加裝到刀具或工裝系統(tǒng)中，并對輸出信息進(jìn)行濾波、放大、整流等，實(shí)現(xiàn)切削力的直接觀測；切削力間接測量是

要因素對不銹鋼切削力的影響規(guī)律，從而探尋和優(yōu)化切削參數(shù)[2]。2 試驗(yàn)方法本試驗(yàn)所用材料為日標(biāo)SUS316不銹其機(jī)械性能及化學(xué)成分請見表1與表2。本實(shí)驗(yàn)所使用機(jī)床為沈陽優(yōu)尼斯智能裝備有限公司生產(chǎn)的2017款i5M1.4型立式加工中心，刀具采用山特維克鎢金立銑刀規(guī)格為φ6×50，采用瑞士Kistler測力儀。具體實(shí)驗(yàn)方法參見圖1。表1 SUS316不銹鋼機(jī)械性能表2 SUS316不銹鋼化學(xué)成分加工參數(shù)范圍設(shè)定，主軸轉(zhuǎn)速S=2000r/min～15000r/m

獲得較為準(zhǔn)確的切削力,本文研究了切削力的理論模型,并利用此模型對SiCp/Al復(fù)合材料的切削力進(jìn)行初期預(yù)測,為刀具選擇、夾緊力確定等提供參考依據(jù).對于切削力預(yù)測的研究主要集中在3個(gè)方面:① 建立切削力理論模型,進(jìn)行切削力分析和計(jì)算[1-2];② 建立經(jīng)驗(yàn)公式,進(jìn)行切削力預(yù)測[3-4];③ 通過人工智能等手段預(yù)測切削力[5].區(qū)別于傳統(tǒng)的連續(xù)性材料,SiCp/Al復(fù)合材料切削力的研究必須要考慮SiC顆粒物的影響,而建立SiCp/Al復(fù)合材料切削力理論模型是準(zhǔn)

響加工精度，而切削力是影響加工變形的重要因素，因此在鋁合金的加工過程中對切削力的控制和預(yù)測顯得格外重要。7075鋁合金是航空領(lǐng)域中應(yīng)用的重要鋁合金材料之一，進(jìn)行7075鋁合金切削加工切削力建模對切削力的預(yù)測和變形控制具有重要意義。目前，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床或加工中心用刀具在切削性能、耐用度等方面與國外同類產(chǎn)品相比有一定差距，其原因除刀具材料外，刀具設(shè)計(jì)理論方面的研究也非常重要。以數(shù)控銑削加工中廣泛應(yīng)用的平底螺旋立銑刀為例，在國內(nèi)外研究基礎(chǔ)上，建立螺旋立銑刀的動態(tài)切

車削加工過程中切削力的試驗(yàn)研究魏效玲,侯自敬（河北工程大學(xué) 機(jī)械與裝備工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）運(yùn)用DEFORM仿真軟件對金屬切削過程進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以金剛石為切削刀具，AISI52100淬硬鋼為工件材料，采用正交仿真實(shí)驗(yàn)分析切削速度、進(jìn)給量、切削深度對切削力的影響規(guī)律，并給出實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的最優(yōu)加工參數(shù)組合，當(dāng)切削速度vc=120 m/min、進(jìn)給量f=0.10 mm/r、切削深度為時(shí)ap=0.1 mm，切削力達(dá)到最小。最后運(yùn)用回歸分析方法建立切削力

車削淬硬軸承鋼切削力試驗(yàn)研究李素燕1， 王冠中2， 韓志民1(1.黑龍江科技大學(xué) 工程訓(xùn)練與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心， 黑龍江 哈爾濱 150022; 2.黑龍江科技大學(xué) 教務(wù)處， 黑龍江 哈爾濱 150022)采用正交試驗(yàn)，并結(jié)合基于試驗(yàn)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停芯苛薖CBN刀具高速車削淬硬軸承鋼的切削力及其變化規(guī)律，且對徑向切削力模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,影響軸向力的主次因素為切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量；影響徑向力、切向力和切削合力的主次因素為背吃刀量、進(jìn)給量和切削速

切削GCr15切削力的仿真與實(shí)驗(yàn)研究*邱慧1，班新星2，紀(jì)蓮清3，王明義3(1. 鄭州科技學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,鄭州450064; 2. 西安交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,西安710049; 3.鄭州輕工業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院,鄭州450002)應(yīng)用Deform-3D軟件建立刀具-工件三維有限元模型，研究了PCBN刀具高速切削GCr15淬硬鋼的切削機(jī)理，得出不同切削參數(shù)下切削力的變化規(guī)律，通過對模擬結(jié)果進(jìn)行分析獲得了最優(yōu)切削參數(shù)。在最優(yōu)切削參數(shù)下進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)

高速銑削大理石切削力研究*閆海鵬吳玉厚宗宇鵬(沈陽建筑大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110168)選定切削參數(shù)(切削速度、進(jìn)給速度、切削深度)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，進(jìn)行CVD氮化鈦涂層刀具高速銑削大理石切削力試驗(yàn)，利用測力儀測出各組試驗(yàn)的切削力信號圖，分析信號圖特征得出切削力值，并記錄各組切削力試驗(yàn)結(jié)果。分析單一切削參數(shù)(切削速度、進(jìn)給速度，切削深度)對切削力變化的影響規(guī)律。采用最小二乘法原理對切削力經(jīng)驗(yàn)公式回歸系數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，并對經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)

10064）“切削力確立與經(jīng)驗(yàn)公式建立”計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)狄寶晶（長安大學(xué) 工程機(jī)械學(xué)院，西安 710064）根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，總結(jié)并建立了“切削力確立與經(jīng)驗(yàn)公式建立”的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。切削力測量與經(jīng)驗(yàn)公式的建立是大學(xué)機(jī)械制造專業(yè)金屬切削原理課的重要內(nèi)容，也是本專業(yè)學(xué)生認(rèn)識和處理復(fù)雜抽象切削機(jī)理的重要環(huán)節(jié)，實(shí)用性很強(qiáng)。該課采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)后，有效改變了以往采取的數(shù)據(jù)處理方法繁瑣且準(zhǔn)確性差，數(shù)據(jù)分析不直觀，學(xué)生對復(fù)雜、抽象的教學(xué)

導(dǎo)和工藝優(yōu)化。切削力模型的選擇與確定是銑削過程動力學(xué)仿真的基礎(chǔ)。目前，線性切削力模型是使用最為廣泛的一種，該模型中的六個(gè)切削力系數(shù)被視為與切削參數(shù)無關(guān)的固定常數(shù)［1］。線性切削力模型已被應(yīng)用于各種銑刀的切削力建模及顫振穩(wěn)定域仿真，并在實(shí)際中得到較好的驗(yàn)證［1，2］。ALTINTAS將該模型應(yīng)用于平底立銑刀、球頭刀與鑲片刀等刀具的銑削動力學(xué)建模，切削力及顫振穩(wěn)定域 預(yù) 測 與 實(shí) 驗(yàn) 吻 合 較 好［1］。INSPERGER［3］和DING［4］進(jìn)一步完善了

3）透平葉片變切削力加工參數(shù)研究*鄧宇鋒（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，無錫 214153）文章分析了透平葉片的剛性特點(diǎn)和其在切削力的作用下的變形情況，得出各位置的力與變形的擬合關(guān)系。然后，根據(jù)各區(qū)域給定的葉片變形量的控制要求，得出各個(gè)區(qū)域合理的切削力。最后將切削力要求體現(xiàn)在變切削參數(shù)中，為透平葉片的變切削參數(shù)加工提供了理論依據(jù)。研究結(jié)果表明了將變切削參數(shù)加工應(yīng)用于透平葉片的切削加工中有效的提高了其加工精度。透平葉片；變形；切削參數(shù)0　引言由于透平葉片不

飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件切削力快速預(yù)測與評價(jià)方法周鑫李迎光劉浩劉長青南京航空航天大學(xué)，南京，210016提出了基于特征的飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件切削力預(yù)測方法，重點(diǎn)解決側(cè)銑切削力預(yù)測的問題?；谔卣鞅磉_(dá)工件局部形狀、尺寸以及切削參數(shù)等信息，為切削力預(yù)測提供充分的支撐；采用解析法構(gòu)建切削力模型，并通過實(shí)驗(yàn)獲取相關(guān)系數(shù)；基于商業(yè)CAM軟件平臺開發(fā)并實(shí)施了所提出的方法。切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于特征的切削力預(yù)測平均誤差為8.73%，在CAM平臺上可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件單個(gè)指定特征的側(cè)銑切削力

成鋸齒形切屑對切削力影響試驗(yàn)研究■大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 （遼寧 116024） 劉文靜 高 毅 王敏杰 魏兆成摘要：高速切削容易產(chǎn)生鋸齒形切屑，而當(dāng)前切削力理論研究還僅以帶狀切屑為基礎(chǔ)，尚未涉及鋸齒形切屑的問題。通過對不銹鋼材料進(jìn)行切削試驗(yàn)，研究分析了鋸齒形切屑對切削力的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著切削速度增加，切屑形態(tài)由帶狀切屑向鋸齒形切屑轉(zhuǎn)化。切削力在低速時(shí)稍有增大，隨著切削速度增加而快速減小。在鋸齒形切屑形成的臨界點(diǎn)處，切削力下降趨勢有明顯的突變

［1-2］。而切削力是加工過程中刀具為克服對工件和切屑的擠壓和摩擦而產(chǎn)生的力，是將機(jī)床、刀具、工件和夾具聯(lián)系起來的最直接的紐帶和評價(jià)依據(jù)［3-4］。切削力的大小決定了切削過程中所消耗的功率和加工工藝系統(tǒng)的變形，直接影響切削熱的產(chǎn)生，并進(jìn)一步影響刀具的磨損、破損、刀具耐用度等，進(jìn)而決定著加工精度和表面質(zhì)量［5-7］。相對穩(wěn)定的切削力對于降低刀具的磨損及提高加工零件表面質(zhì)量非常重要［8-9］。為了獲得切削力信號，有電流法，變形法等手段。切削力傳感器的靈敏度可以

5種切削速度下切削力和刀具磨損以及其關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)性研究。1 切削試驗(yàn)1.1 試驗(yàn)條件試驗(yàn)使用CAK6150 數(shù)控車床，采用株洲鉆石刀具廠生產(chǎn)的機(jī)夾式外圓車刀，刀片型號為CNMG432，牌號為YBM251，配套刀桿MCLNR2525M12，前角γ0=6°，后角α0=7°，主偏角kr=95°，副偏角k'r=4°，刃傾角λs=-5.5°，副后角α'0=7°，刀具圓弧半徑r=0.8 mm。試驗(yàn)采用瑞士KISTLER9257B 測力儀，通過數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)，使用日

網(wǎng)絡(luò)的非圓截面切削力補(bǔ)償情況的研究劉杰輝，李肖妍，武杰(河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院，河北邯鄲 056038)非圓截面車削加工過程中，切削力的補(bǔ)償情況辨識是非常重要的。通過對非圓截面零件加工過程中切削力的測量及記錄，采用BP網(wǎng)絡(luò)模型，通過對切削力的分析和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對切削力數(shù)據(jù)進(jìn)行的相關(guān)處理進(jìn)而確定該過程中動態(tài)切削力的補(bǔ)償情況，為切削力補(bǔ)償情況辨識提供方法與依據(jù)。非圓截面;切削力;BP網(wǎng)絡(luò)模型;補(bǔ)償在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，非圓截面零件的地位越來越重要。機(jī)械加工過程中為

與刀具磨損以及切削力具有相關(guān)性［1－2］。切削力信號是對加工過程信息的敏感載體，切削力信號作為切削加工中的過程參量，它是包含了切削參數(shù)、刀具的狀態(tài)、切屑形成、切削振動和機(jī)床系統(tǒng)等融合的一個(gè)信息體。切削力包括兩部分:一是切削力的靜態(tài)分量，也就是切削力的平均值，它是切削變形所必需的力;二是切削力的動態(tài)分量，它表現(xiàn)為圍繞切削力的平均力上下波動［3］。切削力靜、動態(tài)分量與刀具磨損具有明顯的相關(guān)性，Choudhury等人采用切削力比進(jìn)行刀具磨損預(yù)測［4］。Remad

研究者的關(guān)注.切削力研究可以用來監(jiān)測刀具狀態(tài)和預(yù)測刀具磨損,表征切削過程及計(jì)算流動應(yīng)力等.對微切削切削力的深刻理解是研究微切削過程的基礎(chǔ).應(yīng)變梯度理論已成功的解釋了微扭轉(zhuǎn)、微壓痕、復(fù)合材料增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中的尺度效應(yīng).Kai Liu用Abaqus軟件仿真了鋁A l5083-H 116的微切削過程,在定義材料時(shí)應(yīng)用了泰勒非局部塑性理論,考慮了材料的應(yīng)變梯度效應(yīng),認(rèn)為考慮材料的應(yīng)變梯度效應(yīng)能更好地表示切削過程中的尺度效應(yīng)[1].因?yàn)槲⑶邢鞯那邢饔昧吭谖⒚准?接近于材料