旋风铣削加工摩擦系数的仿真分析
                                    徐有峰，郭〓覃
                       (南京工程学院工业中心，江苏 南京〓211167)
   通过建立旋风铣削的数值分析模型，研究了切削深度、切削速度和刀具形状对加工摩擦系数的影响规律，结果表明：平均摩擦角随着切削深度的增大呈现先减小后增大的变化规律；切削速度对平均摩擦角的影响不是很明显；当改变刀具的倒棱角度时，平均摩擦角变化比较明显，较小的倒棱角度20°工况下易获得较小的平均摩擦角0.520 6rad。仿真分析结果对研究旋风铣削的动态特性具有重要的指导意义。


    相比车削和磨削，旋风铣削中高速旋转的刀具有效地提高了加工效率、缩短了制造周期；刀盘轴线与工件轴线间的偏心距，为待切削的刀具提供了充分的散热时间，大大地延长了刀具的使用寿命；所采用的压缩空气冷却方式，避免了磨削中不可避免的工件烧伤和污染严重等问题。基于上述明显的加工优势，旋风铣削已成为批量生产精密滚珠丝杠的首要选择，引起切削加工领域越来越多的关注。

1〓旋风铣削简介
    旋风铣削利用安装于刀盘上的多把成型刀具，借助于刀盘轴线与工件轴线间的偏心距，完成螺纹滚道高速铣削。如图1所示，多把成型刀具均匀对

〖TP49901.TIF，+50mm〗图1〓旋风铣削的加工示意图

    称地安装在刀盘上，刀盘轴线与工件轴线存在偏心距且夹角为螺纹的螺旋角，旋风铣削加工时，工件低速旋转，刀盘进行同向高速旋转，工件每旋转一周，刀盘沿工件轴线移动一个螺纹导程的距离，从而实现整个螺纹滚道的加工［1-2］。由于刀盘与工件间的偏心距及每次只有一把刀具参与切削，可使未参与切削的刀具有充分时间散热，这种设计有利于延长刀具使用寿命。
借助有限元方法，BAKER ［3］ 通过建立二维直角切削模型，研究了切削速度对切削力和切屑变形的影响，模拟结果表明随着切削速度的提高，切削力呈下降趋势并在高速切削时保持平稳状态。ALIA等［4］在仿真面铣Ti-6Al-4V时，获得了主切削力随着进给速率的增大而增大、进给方向切削力随进给速率的增大先减小后增大的变化规律，并通过实验进行了验证。LI Qian ［5］等研究了硬车削的工艺参数，如刀尖圆弧半径、工件硬度、切削速度、进给率、切削深度对切削力的影响，发现除切削速度的增大对切削力影响不大之外，其他参数的增大都会造成切削力的增大。
很   多数值模型主要针对切削力的仿真研究，对切削过程中的摩擦变化研究较少，本文旨在建立仿真模型，以分析对切削过程影响重大的摩擦角和摩擦系数的变化规律，以期实现对旋风铣削的深入研究。

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基金项目：江苏省自然科学青年基金资助项目（BK20160780）；南京工程学院引进人才科研启动基金资助项目（YKJ201518）
作者简介：徐有峰（1988—），男，江苏盐城人，南京工程学院助理实验师，工程硕士，主要研究方向为先进制造技术。


（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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