刘翘楚　吴志军　冯平法

(清华大学机械工程系，北京 100084)



最大稳定铣削面积及切削参数优化研究*

国家科技重大专项(2013ZX04001-011)

刘翘楚吴志军冯平法

(清华大学机械工程系，北京 100084)

通过对于经典颤振稳定性叶瓣图理论中X、Y两个方向频响函数相等假设对求解过程进行简化，对其特征方程进行深入解析求解与理论分析，得到极限切深与各个切削及材料参数关系的解析表达式及各个参数变化对其的影响规律。通过对极限切深求最小值得到安全切深解析表达式。将切深与切宽的乘积定义为铣削面积，并研究其对于铣削效率的影响。提出最大稳定铣削面积及切削参数优化方法，并在测量铝合金7050-T7451切削力系数后，以其为例进行了切削参数优化。

铣削；稳定性；叶瓣图；切削参数；优化

金属切削过程中，刀具可能会在无周期性外力作用下产生剧烈振动，通常称这种振动为自激振动，又称颤振。颤振会对刀具及工件产生显著的影响，使得刀具磨损加剧，工件表面质量下降。因此如何避免颤振一直是学者们关注的问题。对于铣削颤振的解析分析始于上世纪50年代，近20年Altintas等提出的铣削解析分析方法与铣削稳定性叶瓣图[1-3]得到了广泛认同。学者们在其提出的理论基础上，做出了很多针对特定切削状态的研究，而稳定性叶瓣图的基本计算思路较为一致，可概括为如图 1的结构，既在已知材料参数、刀尖频响函数和工艺参数切宽b与刀具半径R后，通过特征方程求解计算得到极限切深ap随转速n变化关系的稳定性叶瓣图。……