2銑削力的計算
   
    由于切削是一個非常復雜的過程，切削時作用在刀具上的力，主要由三個變形區(qū)內產生的彈性變形抗力、塑性變形抗力以及切屑、工件與刀具間的磨擦力兩個部分組成。和這些變形抗力和摩擦力大小有關系的是工件材料特性、切削速度、進給量和刀具參數、材料等因素，理論上無法直接給出切削力的精確計算公式。在實際生產應用中，常常是在一個特定的工況下，通過大量實驗，由測力儀測得切削力后，對所得數據用數學方法進行處理，從而得出計算切削力的經驗公式。其中常用的一類公式是指數公式。高速鋼銑刀主銑削力的經驗計算公式如表1所示。
    
    該表的實驗條件是:前角γo =5°、主偏角Kτ=75°、刃傾角λ=5°、后角ao=6°、副偏角Kτ=15°,螺旋角β=30°.其中，ae為側吃刀量，即垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位是mm。端銑時，側吃刀量為被加工表面寬度;圓周銑削時，側吃刀量為切削層深度。ap為背吃刀量，即平行與銑刀軸線測量的銑削層尺寸，單位是mmo端銑時，背吃刀量為切削層深度;圓周銑削時，背吃刀量為被加工表面寬度，見圖2.af為每齒進給量，即銑刀每轉過一個齒時，工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位是mm/z。 d為刀具直徑，單位是mm。z刀具齒數。
   
    3變形數值仿真
   
    根據加工參數估算得到工件上受到的銑削力后，再根據零件裝夾方式，我們就可以利用COSMOS有限元分析軟件對零件進行受力變形的數值仿真，邊界條件取決于裝夾方式，載荷取決于銑削力。下面舉例介紹仿真的情況。圖3是某機載設備框架零件，材料LFS，外形尺寸320mmx280mmx37mm. A處壁厚2±0.20mm， B處壁厚2.4±0.20mm，是典型薄壁易變形零件。本文只仿真A處受力變形的情況。
   
    該零件在Bridge VMC三軸銑加工中心上加工，用虎鉗在280尺寸方向裝夾，加工軌跡采用等高輪廓銑削，加工方式為順銑，刀具為直徑фlOmm高速鋼鍵槽銑刀。主軸轉速6000r/min，每齒進給量af=0.01 mm/r ,(此時進給速度Vf=120mm/min，切削速度Vc=188m/min)，背吃刀量ap=8mm，側吃刀量ae=2mm，根據上面公式計算得到:A處主銑削力Fy=28.5N,垂直分力Fv=22.8N.
   
    在進行有限元分析前，一般要對零件模型進行簡化，這一步很重要，如果把沒有經過簡化的零件模型直接作有限元分析，往往要耗費很長的時間，甚至會中途產生錯誤而無法進行下去。為了竟可能接近實際情況，在這個零件中，我們只是對裝夾面上的開孔和所有的螺紋進行了簡化，簡化后模型如圖4所示。在邊界條件的設置中，使1 2兩個面的位移、扭矩為零，力載荷分別作用在③和④兩個面上。進行網格自動劃分后，提交COSMOS/FFE Static Solver進行計算，得到的分析結果如圖5所示，a)和b)最大變形量分別為0.175mm和0.328mm。
   
    把載荷加在③上，是仿真左腔先加工完成的情況:把載荷加在④上，是仿真右腔先加工完成的情況。這兩個對比可以看出，由于加強筋在左側，因此，先加工左腔較為合理.分析結果得知:當選用前面的加工切削參數時，先加工左腔后加工右腔，可以使A處的變形控制在公差范圍內。
   

    4說明
   
    1)從主切削力的估算公式得知，當主切削力為28.5N時，除上述參數外，還可以有別的組合，如af=0.05mm/r, ap=2.54mm, ae=2mm，或at=O.lmm/r,   ap=2.8mm,  ae=lmm，都可以滿足要求，可根據不同的情況靈活選用。
    2)當御一定時，提高主軸轉速可以提高進給速度，但主切削力可以保持不變;當主軸轉速一定時，降低進給速度，ar會同時降低，并使主切削力降低，這是數控加工中常用的減少變形的方法。
    3)實際加工中，由于刀具參數并不一定能和實驗使用的刀具參數完全一致，加上刀具磨損的原因，因此，估算得到的主切削力和實際會有一些偏差。