[发明专利]工件材料最小切削厚度的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工件材料最小切削厚度的确定方法。

背景技术

切削刀具在制造过程中都会存在一定的切削刃钝圆半径，由于切削刃钝圆半径的存在，使得材料在加工过程中存在一个最小切削厚度，当实际加工中切削厚度小于所加工材料的最小切削厚度时，将造成刀具与工件之间主要以滑擦的形式接触却不能够正常切削，严重影响加工工件表面质量及精度，甚至造成刀具与工件的损伤，实际加工中应当避免。当切削加工中其他切削参数确定的情况下，工件材料的最小切削厚度决定着加工所能达到的最小单元，目前工件材料的最小切削厚度值是通过理论分析、切削过程仿真技术、切削实验方法来获得，其中理论分析方法较繁琐、适用性差，切削过程仿真技术方法及以往切削实验方法过程麻烦、且获得的计算结果不够准确。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有刀具切削工件材料时，无法确定加工最小切削厚度的问题，导致工件表面加工质量差，而提出一种工件材料最小切削厚度的确定方法。

一种工件材料最小切削厚度的确定方法，所述确定方法具体为，

步骤一：在数控铣床的工作台上对工件材料进行直线路径的铣削加工；

步骤二：采用超景深显微镜观察所述工件材料的铣削痕迹，依据所述铣削痕迹的表面微观形貌特征将其划分为切削区域、犁耕区域和滑擦区域，并测量犁耕区域―滑擦区域的总长度l；

步骤三：利用步骤二获得的所述犁耕区域―滑擦区域的总长度l，计算所述工件材料的最小切削厚度值h_D，具体为：

步骤三1：第一刀齿铣削所述工件材料后于表面形成边界线，取犁耕区域―切削区域分界面与所述边界线的交点A，则点A坐标表示为：xA=-lyA=(l+ae)2-l2zA=-R2-(l-ae)2,]]>其中，R为铣削加工时所用刀具的半径，a_e为刀具的径向切削深度；

步骤三2：取所述刀具第一刀齿开始切入所述工件材料时，所述刀具的中心位置为点O₁，取所述刀具第二刀齿开始切入所述工件材料时，所述刀具的中心位置为点O₂，以O₁点为坐标原点建立坐标系，Z轴方向竖直向上，Y轴方向沿刀具进给方向，X轴方向与Y-Z轴构成右手系，则O₂点坐标为(0，fz，0)，fz为所述刀具每齿进给量；

步骤三3：过点O₂与点A做垂直于XO₁Y的剖面，获得未变形切削断面，获得点O₁在所述剖面上的投影点O₁'；再过点A做XO₁Y的垂线，所述垂线与所述切削断面下端轮廓的交点为点B，连接O₂B，O₂B与切削断面上端轮廓的交点为点C，在三角形O₂CO₁'中采用余弦定理有：