孙兴伟，戚 朋，杨赫然，董祉序

(沈阳工业大学机械工程学院，沈阳 110870)

0 引言

螺杆钻具主要用与石油钻井中，其核心部件为螺杆马达，螺杆马达主要由定子和转子组成。针对转子的成形加工，现在普遍采用无瞬心包络铣削加工方法实现[1]。当铣削加工过程中铣削力波动较大时，容易造成过切或欠切现象，甚至还会导致刀片崩刃[2-3]。对螺杆曲面加工过程中的铣削力进行分析预测可以指导加工，以提高加工效率和工件表面质量。

铣削力预测模型有经验模型、解析模型、有限元模型和半解析模型等[4-5]。本文采用半解析模型对螺杆转子铣削力进行预测。该模型将机械加工物理模型中的刀具几何参数、工件材料性能和多物理场耦合效应等用切削力系数进行表征[6-7]。与理论解析模型相比，经验模型建模着重于计算加工过程中几何参数和切削参数的变化，通过切削力系数辨识标定试验，将切削力表示成上述一种或某几种参数的函数，然后运用回归分析方法进行系数求解。

魏俊立[8]基于刀具运动轨迹和铣削加工动力学特点计算了螺旋立铣刀的瞬时切厚与瞬时铣削力。Sa L等[9]基于刀齿真齿切削轨迹和加工表面几何形状，提出了多轴球头铣刀铣削时刀具工件啮合区域和瞬时未变形切屑厚度的解析模型，并据此建立了球头铣刀的铣削力模型。

本文基于加工过程中刀具轨迹的瞬时切削厚度模型建立盘铣刀的切削微元铣削力模型，并采用瞬时切削力辨识方法求解铣削力系数。……