李 源，郑光明，张 旭，汤志源

(1.山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255000；2.山东航空股份有限公司，山东 济南 250107)

1 引言

高速切削是一门先进的工艺制造技术，以其独特的优势在各类机械产品的制造加工中被重视[1]。而在高速切削过程中，切削力直接影响刀具寿命和表面加工质量，是影响铣削加工的重要因素，且在切削机理中起重要作用[2]。目前大量研究通过模拟和实验，探寻切削参数、涂层材料、刀具参数等对切削力的影响，旨在预测及实现切削力更加稳定的加工过程。文献[3]分析了铣削参数对切削力的影响，进一步研究切削力对刀具寿命的影响；文献[4]分析了切削参数对铣削力分量的影响，并建立铣削力模型，实现了铣削力的预测和控制；文献[5]采用有限元仿真软件，研究了刀具几何参数对切削力的影响；文献[6]采用TiAlN涂层刀具干切削40CrNi，发现切削参数对切向力的影响大于轴向力和径向力。但以上研究在分析时，选取的是切削力的最大值，这损失了大量的切削力数据，有损切削力的整体表征。

自1975年首次提出分形(Fractal)概念后[7]，分形理论以其可研究不规则、不光滑、不可微集合及具有任意小尺度下的比例细节和自相似性等特点得到广泛应用[8]。文献[9]研究钻头磨损时指出，切削力具有自相似性且分形特征明显；在高速铣削方面，也有人指出分形维数可表征切削力动态分量的稳定性[10]；并且发现切削力分量信号的分形维数可判断刀具磨损状态。

前人主要研究了切削力分量的分形特征，未研究切削力合力的分形特征，缺乏对切削力稳定性表征的全面性，且未对切削力较为稳定的加工参数进行优化。……