内螺旋曲面轴向铣削方法与切削力算法研究.pdf

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1、第1O期组合机床与自动化加工技术NO．102013年10月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueOct．2013文章编号：1001—2265(2013)10—0047—03内螺旋曲面轴向铣削方法与切削力算法研究王树强，刘希敏(沈阳化工大学机械工程学院，沈阳110142)摘要：针对螺杆钻具马达定子大升角内螺旋面，提出了轴向盘形铣刀铣削加工方法。根据刀具和工件的成形运动关系建立了铣削加工的几何模型，推导了切削力预测的计算公式。在相同切削参数下，对预测公式计算结果与有限元仿

2、真结果进行了比较。为机床传动机构设计和切削参数优化提供了基础。关键词：铣削；螺旋曲面；切削力；切削仿真中图分类号：TH164；TG506．9文献标识码：AStudyonAxialMillingMethodoftheInnerHelicoidandCuttingForceCalculationWANGShu—qiang，LIUXi·rain(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnology，Shenyang110142，China)Abstra

3、ct：ForthecuttingoftheinnerhelicalsurfaceonthePDM’Sstatorwhichhaslargeleaddistance，thearticleproposesaxialmillingmethodusingadisc—millcuter．Geometricmodelofthecuttingisstudiedandtheforcepredictionformulaisderivedaccordingtothemovingrelationshipofthetoolandthework—piec

4、e．Thefiniteelementmethodmodelandsimulationofthecuttingprocessarestudied．Intheconditionwiththesamecuttingparameters，simulationresultsandthepredictioncalculationresultsarecompared．Itprovidesbasicresearchtothedesignoftransmissionmechanismandtheoptimizationofcuttingparam

5、eters．Keywords：milling；helicoid；cuttingforce；cuttingsimulation坐标轴方向的夹角均为90。，Y和z在一条直线上且0引言方向相反，和y方向相同。刀具的安装角是指刀具端现有的螺旋曲面成形加工都是针对螺杆外螺旋面与工件轴线的夹角。该方法中刀具安装角为0。，即曲面的加工。加工设备结构一般为卧式细长床身结刀具轴线和工件轴线垂直。刀具切削方向与工件轴构⋯。刀具切削方向和螺旋进给方向一致，刀具沿向相同，因此称为轴向铣削。螺旋方向安装。刀具回转曲面在切削过程中沿螺旋方向进给。仅仅把传统

6、的成形铣削理论和工艺拿来应用无法解决内螺旋曲面的切削加工问题，将金属切削加工中高效率的盘状铣刀铣削方法与螺杆钻具马达内螺旋定子所固有的，偶数头数、大导程、连续光滑的几何特征相结合，针对其内螺旋曲面加工，提出一种采用盘状铣刀连续铣削加工定子内螺旋曲面图1加工原理及坐标系统的轴向铣削方法。刀具尺寸较大的直径方向与刀杆轴向平行，转动1轴向铣削成形方法的刀盘不会与刀杆发生干涉；刀具厚度方向尺寸较小，多头螺旋定子内螺旋曲面是一种截面复杂、大这样可在有限的空间内设计出可靠的刀具传动机构。导程、偶头数的复杂深孔。建立加工坐标系统如螺旋定子工件

7、螺旋槽头数一般都是偶数，该加工图1所示。工艺方法用盘状铣刀同时铣削内螺旋曲面的关于工件其中O—X，Y，Z为工件定坐标系，O一，Y，z为刀具轴线对称的两个螺旋面分支，刀具在工件径向以工件动坐标系。两坐标原点相同，为工件轴线和刀具轴线内孔自定位，刀杆前部的支撑保证了刀杆心轴和工件的交点。两坐标系轴和轴的方向相同，另外两个心轴的同心。在提高加工效率一倍的同时还避免了由收稿日期：2013—02—02；修回日期：2013—03—17作者简介：王树强(1978一)，男，山东德州人，沈阳化工大学机械工程学院讲师，博士，研究方向为螺旋机械设计理

8、论及应用；通讯作者：刘希敏(1979一)，女，辽宁葫芦岛人，沈阳化工大学机械工程学院讲师，硕士研究生，研究方向为机械机构优化设计，(E—mail)：lxmlxm_2001@163．corn。·48·组合机床与自动化加工技术第10期于切削抗力造成的细长刀具传动轴的