基于改进瞬时刚性力模型的机床铣削加工监测

来源：机床与液压杂志2022年第16期北京时间：

作者：陈璜，林雄萍

单位：集美大学诚毅学院实验管理中心；集美大学诚毅学院机械工程系

摘要：针对用于切削力预测的瞬时刚性力模型所需参数较多且依赖初步切削实验的问题，提出一种不需要切削实验的新型切削力预测方法，实现在实际工厂中监测机床铣削加工过程。在斜角切削模型和正交切削理论的基础上，对传统的瞬时刚性力模型进行改进，减少切削力预测所需的切削参数。改进后的模型仅需在铣削操作开始时从测量的主轴电机扭矩得到的剪切角参数，无需任何额外的传感器就可以实现铣削力预测。在所提模型中，刀具跳动的影响可通过每个切削刃处的旋转半径偏差表示，以精确预测切削力。为验证该模型的有效性，进行切削实验。结果表明：切削力的预测值与实测值吻合较好，在实际加工过程中，无需任何实验铣削或任何额外的力传感器就可以准确了解机床加工状态。

关键词：切削力预测;瞬时刚性力模型;斜角切削模型;主轴电机扭矩;无传感器

基金资助：福建省教育厅中青年教师教育科研项目（科技类）（JT200874）；福建省教育厅科技项目A类（JA14367）；集美大学诚毅学院第六批教育教学改革研究项目（CJ20165）