鋁合金插銑加工切削力分析及成屑弧區劃分研究

周井文，秦文津2，任培強

（1.上海航天精密機械研究所，上海 201600；2.上海航天智能裝備有限公司，上海 201112）

當前航空航天產品為滿足輕量化需求和結構強度、裝配精度等指標，絕大部分采用深腔、減重槽框和空心薄壁等整體結構，例如整體葉盤、壁板、桁架等。由于極大的材料去除量和典型的弱剛性結構特點，采用傳統加工方式及加工工序存在加工效率低、刀具系統剛度差、加工難度大等一系列問題。基于這一現狀，近年來國內外學者提出了高速插銑加工方式。插銑加工又稱為Z軸銑削法，即在數控加工過程中，刀具沿刀軸方向直線進給，利用底部的切削刃進行鉆、銑組合切削[1]，這是一種能夠在Z方向上快速去除大量金屬的加工方式，主要用于粗加工和半精加工。刀具在重復插銑達到預定深度時，不斷地縮回和復位以便于下一次插銑時可快速地從重疊走刀處去除大量金屬[2]。與傳統的側銑加工相比，插銑加工能降低刀具的徑向切削力，使切削力保持穩定[3]。

目前，插銑加工的研究方向主要可以分為插銑動力學研究、加工模態分析、工藝技術等方面。Li 等[4]研究并提出了復雜型面插銑模型并且預測了銑削力的大小，但并未考慮系統的動態結構的影響。Damir 等[5]就柔性和剛性工件系統的條件下研究插銑力和插銑振動。趙偉[6]分析了高速插銑加工的穩定性，并從理論粗糙度、切削速度和切削振動的角度分析加工表面粗糙度，從而建立插銑加工的表面粗糙度模型。……