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国外对钻削力建模特点及其研究的发展历程2013年03月11日
详细内容
对于钻削力建模的研究是随着人们对各种新型钻头和钻削工艺的开发而不断深入的。WuSM等人在建立群钻切削力模型方面做了大量工作。其中,LeeSW(1986年)和FuhKH(1987年)以工作切削角度为准,对主切削刃使用斜角切削模型,对第二切削刃使用直角切削模型,建立了群钻的切削力模型;HuangHT(1992年)等人提出了一个用普通麻花钻的力学模型预报群钻轴向力和扭矩的方法。

ArmaregoEJA和ZhaoH(1996年)建立了薄钻芯标准麻花钻、薄钻芯多沟槽钻和圆弧中心刃麻花钻切削力预报模型。BhatnagarN(2004年)等人研究了用4种不同的钻尖钻削各向异性纤维补强复合材料时工件的非预期损坏,建立了钻削轴向力和扭矩的模型。SahuSK(2004年)等人提出了带断屑槽锥面麻花钻的切削力预报模型,该模型用具有四种不同断屑槽的钻头进行标定,可适用于具有任意断屑槽形状的钻头。

ElhachimiM(1999年)综合应用直角和斜角切削模型建立了高速切削钻头的切削力模型,在转速为4000r/min~18000r/min、进给量为0.12mm/r~0.36mm/r时,实验结果与模型预报值一致。WangLP(1998年)等人提出通过对组成主刃和横刃的单元刀具的振动分析得到整个钻头的动态力学特性,并据此建立了振动钻削过程中动态轴向力和扭矩的预报模型。

随着研究的不断深入,研究人员发现,由于结构的差异,过去已经建立的力学模型不能适用于新的钻型。为此,StepensonDA(1992年)采用一个用大量车削实验标定的单元刀具斜角切削力模型,建立了用任意刃形硬质合金或镶嵌硬质合金钻头钻削灰铸铁时的主刃扭矩、轴向力和径向力预报模型。LinGC(1982年)和WatsonAR(1985年)指出,对钻削扭矩和轴向力的低估是由于排屑干涉,这一发现最终导致了单元刀具非线性综合法的产生,也使用分析方法建立复杂刃形钻头的切削力模型成为可能。WangJL(1994年)研究了切削过程中的排屑干涉,应用单元刀具非线性综合法,建立了基于经验性单元刀具斜角切削力模型的任意刃形钻头的切削力模型。

除了钻头的基本几何形状以外,钻削过程中的许多因素都会对钻削力产生影响。1996年,asekharanV等人考虑了钻头的制造和刃磨误差如两主刃的等高性、半径误差、轴向偏斜等的影响,建立了锥面钻头完整的三维切削力模型,随后又将其拓展到预报任意形状钻尖钻头(如群钻)的切削力。SriramR在考虑了钻头刃磨和安装误差对钻削力影响的条件下,建立了预报钻削径向力的模型。2001年,GongYP和EhmannK建立了一个综合考虑到钻头几何特性、刃磨和安装误差以及钻头偏斜对主刃和横刃动态切削厚度和切削面积影响的微孔钻头轴向力、扭矩和径向力模型。
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