由于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的层间结合强度较低,进行切削加工时在切削力的作用下容易出现分层和毛刺等质量缺陷.因此,通过对切削力的预测与控制可以有效提高加工质量.采用瞬时刚性力模型对多齿铣刀侧铣多层CFRP材料的加工过程进行铣削力建模与仿真,分析了多齿铣刀特有的几何结构对切削力的影响.试验中保持切削速度恒定,以不同进给速度分别对45°、0°、-45°和90°这4种典型纤维方向的单向CFRP进行侧铣加工,通过测得的切削力数据计算各自的铣削力系数.根据力学矢量叠加原理得到了多向CFRP铣削力系数的简化计算表达式,最后将计算结果代入铣削力模型得到了各时刻的铣削力仿真值.在同样的试验条件下对该多向CFRP进行侧铣加工验证试验,试验结果表明:该模型能较好地预测铣削力,最大相对误差小于9％,平均相对误差小于5％,可为铣削参数优化和刀具结构优化提供理论基础.
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