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刀具刀尖圆弧半径对切削过程中切削力的影响

2016-12-14 来源：中山职业技术学院作者：周敏

摘要：对于切削力的建模通常采取将切削刃边界离散化的方法，然而在车削的最后阶段，由于刀具的刀尖半径圆弧较小，在正交切削试验中辨识局部切削力模型具有很大的局限性。本文采用一种新颖的试验配置来研究圆弧半径，。对切削力的影响。在切削试验中考虑了刀具半径，在圆柱外圆切削试验和端面切削试验的基础上，将试验结果与反向辨识相比较，该方法能够证实圆弧半径rE对切削力有很大的影响。

关键词：切削力；刀具几何形状；刀尖圆弧；车削

1.引言

在车削过程中对切削力的准确预测能够保证工件的加工质量。在一定范围内，切削力建模需要仿真工件的变形和振动，此外切削力建模还能够将加工装备划分为阻尼系统，在较低的程度上，刀具施加在工件材料上的局部载荷可以用来估计表面完整性。为了提高切削力的预测精度，本文提出一种新的试验过程用于研究刀具圆弧半径对局部切削力的影响。

刀具圆弧半径rE是切削过程中实现理想性能的重要参数，已加工表面的粗糙度值受到圆弧半径rE的显著影响。对于给定的切削参数，增大刀具的圆弧半径，可以减小切削的残留高度并改变流屑方向，同时还能够限制切屑对已加工表面的刮擦。切削力同样也被影响，增加切削力使进给力增大，可能会导致工件弯曲旧’8’111。目前已经有一些专家学者开始研究圆弧半径rE对动态性能的显著影响旧t4 J。通过圆弧半径rE可以修正刀具磨损情况，主要通过改变未切削切屑厚度的局部分布来实现旧’5J，同理，已加工表面层的残余应力也可能受刀具几何形状的影响‘5，61。在工件几何与表面完整性的切削力建模中，对于复杂的车削操作，切削刃离散化方法对于确定合力与分力很有效(见图1)。