高速铣削航空铝合金铣削力有效值求解方法研究

孙晓东 ，张 涛 ，徐吉祥

（1.天津职业技术师范大学汽车模具智能制造技术国家地方联合工程实验室，天津300222；2.天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222）

在航空领域内，飞机上普遍采用具有较高强度和韧性的航空铝合金框类和薄壁类零件。航空铝合金在进行高速切削加工过程中，产生了大量的能耗。通过铣削力系数识别来求解铣削力有效值，然后采用铣削力有效值来预测加工能耗，研究如何降低零件制造过程产生的能耗，对于实现绿色制造具有重要意义[1，2，3]。

铣削力系数的识别方法主要有解析计算法、基于实验测试铣削力辨识法。Armarego等人[4]建立了斜角切削力模型，将切削力系数表示成剪切角、平均摩擦角、剪切屈服强度、刀具前角、刃倾角、切削流动角的函数，该切削力系数识别方法由于计算繁琐并且对实际加工过程中切削机理认识不足，导致切削力的计算结果和实际情况有所偏差，运用较少。Gradisek[5]、Wang[6]、尹力[7]等人将切削力分为剪切力和刃口力，建立了微元切削力模型，将切削力系数看作常数，通过实验测得平均切削力，通过对平均切削力与进给量进行线性回归分析计算，求出剪切力系数和刃口力系数。Gonzalo等人[8]提出一种新的铣削力系数获得方法，利用瞬时值切削力，采用一种约束最小二乘法解决方程组系统，从而求出切削力系数。

本文以航空铝合金为实验材料进行铣削实验，建立铣削微元模型，建立铣削力有效值关于铣削力系数、每齿进给量、铣削深度函数关系。……