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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明属于微细刀具加工技术领域，提出了一种无侧刃后角微细PCD铣削刀具切削力建模方法，主要步骤包括：S1、建立刀具坐标系；S2、定义任意时刻刀具切削刃上一点P的微元径向力dFrj、微元切向力dFtj和微元轴向力dFaj以及后刀面的径向磨削力dFnj和切向磨削力dFfj；S3、确定铣削刀具切入角和切出角；S4、建立直角坐标系下铣削刀具X、Y和Z方向的微元切削力表达式；S5、确定切削刃与工件接触状态；S6、通过数值积分得到铣削刀具X、Y和Z方向切削力模型。该模型可以实现不同主轴转速、进给速度以及径向切深下铣削刀具切削力预测，进而可以对主轴转速、进给速度和径向切深进行优选，从而达到降低刀具磨损、提高加工效率和加工质量的目标。

主权项：1.一种无侧刃后角微细PCD铣削刀具切削力建模方法，其特征在于包括以下步骤：S1、建立刀具坐标系；S2、定义任意时刻刀具切削刃上一点P的微元径向力dFrj、微元切向力dFtj和微元轴向力dFaj以及后刀面的径向磨削力dFnj和切向磨削力dFfj；S3、确定铣削刀具切入角和切出角；S4、建立直角坐标系下铣削刀具X、Y和Z方向的微元切削力表达式；S5、确定切削刃与工件接触状态；S6、通过数值积分得到铣削刀具X、Y和Z方向切削力模型；所述步骤S1中建立刀具坐标系是以X轴正方向为进给方向，Z轴正方向为刀具轴线方向，Y轴正方向为遵循右手笛卡尔直角坐标系的方向；所述步骤S2中定义的任意时刻刀具各方向切削力微元表达式如式1所示， 其中，kt、kr、ka、kf、kn分别为微元切削力dFtj、dFrj、dFaj、dFfj和dFnj的切削力系数；为切削刃j在截面z上一点的瞬时切削厚度；dz为切削刃高度在Z方向的微元增量；为刀具旋转角度，ω为刀具角速度，因此φjz为刀具后刀面接触角度； φjz表达式如式分别为： 其中，fz为切削过程的每齿进给量，为切削刃j在截面z上一点起始于Y轴正向切入角的旋转角度，为切入角,为切出角，θ为后刀面宽度角。 的表达式如下： 其中，为齿间夹角，根据刀具的刃数确定其数值；j为齿数系数，若齿数为2，则j取0或1；kβ为滞后角系数；z为切削刃高度；滞后角系数kβ可表示式5：kβ＝tanβR5其中，β为刀具螺旋角，R为刀具半径。

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