单向CFRP螺旋铣削力建模

摘要：

螺旋铣削加工工艺具有降低轴向力,改善排屑、散热条件等优点,螺旋铣削力是其重要过程指标之一.对单向CFRP螺旋铣削力建模方法展开研究,预测给定加工参数下的螺旋铣削力.首先,通过对螺旋铣削过程进行运动学分析和切屑几何分析,建立了螺旋铣削过程中侧刃、底刃动态切屑层模型,纤维切削方向角度模型和动态切削力计算模型.然后,分别通过侧刃直线槽铣实验和底刃半齿插铣实验,对各个切削方向角度下侧刃、底刃切削力系数进行了标定,并利用人工神经网络对切削力系数进行拟合.最后,将标定所得的切削力系数代入动态切削力计算模型中,建立了单向CFRP螺旋铣削过程动态切削力预测模型,并通过实验验证了模型的准确性.与现有模型相比,该模型不仅能够预测刀具螺旋运动周期内的切削力变化情况,还可以对每个刀具自转周期内的细节进行预测,通过考虑纤维切削方向角度对切削力系数的影响,反映了单向CFRP材料的各向异性,较为准确地预测了螺旋铣削力.

关键词：纤维增强复合材料;螺旋铣;切削力建模;纤维切削方向角;人工神经网络

所属期刊栏目：42

分类号：V261.97;V460(航空制造工艺)

资助基金：国家自然科学基会51675440,51705427

在线出版日期：2021-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：270-284