滚珠丝杠硬旋铣加工过程中切削力具有复杂时变特性,目前尚未获得切削力的精确模型,给硬旋铣工艺参数优化及刀具结构精准设计带来了困难。基于旋风铣加工的运动规律,利用数字化建模方法,建立了未变形切屑的精确三维模型。通过切片处理获取未变形切屑各瞬时截面,研究了未变形切屑瞬时厚度、未变形切屑横截面积及刀-屑接触长度的变化规律。选取8个未变形切屑截面建立数值仿真模型,利用Advantedge软件分析得到对应的切削力,并拟合出硬旋铣加工单刃全周期的切削力的时变曲线。最后通过硬旋铣加工试验,验证数值仿真。研究表明,硬旋铣加工过程中,切削力曲线呈先增大后减小,在刀-屑接触长度最长时切削力数值达到最大。

针对螺旋玉米铣刀铣削TC4材料受力不均匀,加工效率低的问题,对螺旋玉米铣刀单刀片模型及切削力模型进行分析,通过AdvantEdge FEM软件进行相关的螺旋玉米立铣刀刀片结构参数,刀体参数设置,网络划分等得到螺旋玉米铣刀加工过程中的切削力及切削过程中的温度仿真图形,并以此仿真参数基础,进行验证加工。研究结果表明:对螺旋玉米铣刀铣削力分析后,能为加工TC4材料时更合理的选择切削用量,提高难加工材料的加工效率,减少刀具的磨损。