銑削加工工藝力學機理研究*

（西北工業大學機電學院，西安 710072）

金屬銑削加工過程中的影響因素很多，比如切削參數、刀具幾何參數以及工件、刀具材料等，這也使得新加工工藝的開發和切削條件的優化變得異常復雜。傳統上，銑削過程中常采用試錯法選取合理的工藝參數以保證加工精度。然而，試錯法成本高、周期長，缺乏可操作性與量化分析，已經遠遠不能滿足市場競爭的要求。開展基于切削物理機理的建模仿真技術研究，從理論上給出指導工藝參數選擇的方法，能有效解決上述問題。因此，關于切削過程機理及建模仿真研究工作也引起了國內外學者的廣泛關注。加拿大英屬哥倫比亞大學Altintas教授團隊[1]圍繞該主題進行了系統而深入的研究工作，取得的許多原創性成果得到了國內外學者廣泛采用。國內西北工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學、山東大學、大連理工大學等高校也在相關領域進行了深入研究，取得了許多積極有益的成果。本文將對銑削力建模、動力學建模與穩定性分析及變形誤差預測與控制等工作進行介紹，以期使讀者對銑削加工建模仿真技術有較系統的認識。

銑削力建模方法

銑削力建模是所有銑削加工物理仿真的核心基礎。現有銑削力模型大致可以分為兩類：經驗模型與理論模型。經驗模型是通過大量切削試驗，對所測得的數據用數學方法進行處理得到的。如Fuh[2]、Abou-El-Hossein[3]借助大量的試驗，利用統計學原理建立了切削力經驗模型。……