机械工程学报

作者：张俊, 李怡, 汤伟民, 葛姝翌, 郭德敏, 落海伟

单位：1. 福州大学机械工程及自动化学院 福州 350116;2. 首都航天机械有限公司 北京 100076

关键词：铣削加工仿真,边界几何方法,铣削力,刀具振动；

基金：国家自然科学基金(52375009)和航天科技集团应用创新计划(6230113006)资助项目。

铣削力和刀具振动的准确建模是铣削加工仿真的关键。在考虑铣削系统非线性动态再生效应的影响下，将刀具振动和刀具跳动引起的刀具位置变化叠加在铣削加工轨迹中，提出了一种仿真铣削加工过程的边界几何方法。该方法以微元线段表征刀齿与工件的实体特征，通过微元线段之间的几何关系识别刀具-工件切削接触区域和计算瞬时未变形切屑厚度，利用刀齿微元切削扫描区域实现工件的材料去除。基于此，使用微元积分法计算铣削力，然后建立铣削系统的动力学方程，并采用四阶Runge-Kutta方法求解刀具振动位移。为了验证仿真模型的可靠性，分别进行了铣削力和刀具振动位移测量试验。试验结果表明，所建立的仿真模型能够准确地预测铣削力和刀具振动位移，且相对误差小于10%，为后续铣削加工数字化研究奠定基础。

来源：2025年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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