[发明专利]一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法及凸曲面试件

权利要求书

1.一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：具体步骤为：

步骤一、设计并加工出具有不同曲率分布的淬硬钢凸曲面试件；

步骤二、设计用于测试高速铣削淬硬钢凸曲面时铣刀振动与加工表面形貌的铣刀切削路径：分别沿平行于试件长度方向、平行于试件宽度方向、和与试件长度方向成45°角的方向设计三种刀具切削路径；

步骤三、采用三把直径相同的球头铣刀，沿步骤二中所设计的三种刀具切削路径，进行切削整体式淬硬钢凸曲面试件上表面的实验，获取加工表面不同曲率分布条件下的铣刀振动与加工表面形貌数据；

步骤四、利用沿铣刀进给方向和铣削宽度方向上的铣刀振动振幅、加工表面残余高度数据，测试出淬硬钢凸曲面曲率变化对高速铣刀振动与加工表面形貌的影响，依据振动振幅最大值和平均值，以及沿铣刀进给与铣削宽度两个方向上的加工表面形貌残余高度最大值和两个方向上的加工表面形貌残余高度差值，确定高速铣削淬硬钢凸曲面的工艺方案。

2.根据权利要求1所述的一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：所述步骤一中，淬硬钢凸曲面试件材料采用Cr12MoV，整体硬度为HRC55～60，其上表面沿试件长度方向分布有曲率半径分别为1140mm、66mm、1112mm的三种凸曲率，和曲率半径分别为66mm、1112mm的两种凹曲率；沿试件宽度方向分布有曲率半径为200mm的凸曲率。

3.根据权利要求2所述的一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：所述步骤一中，整体式淬硬钢凸曲面试件中间待切削区域正弦型轨迹线特征：沿长度方向，由试件左侧端部开始，正弦型轨迹线依次为长度21mm、曲率半径1140mm的凸圆弧线，长度19mm、曲率半径66mm的凸圆弧线，长度22mm、曲率半径1112mm的凸圆弧线，长度20mm、曲率半径66mm的凹圆弧线，长度18mm、曲率半径1112mm的凹圆弧线；各段曲面结合处为光滑过渡连接。

4.根据权利要求2所述的一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：所述步骤二中，每种刀具切削路径各有三条间距相等的平行刀路，即在相同的凸曲面加工区域获取九条不同的加工表面曲率分布方案。

5.根据权利要求4所述的一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：所述步骤二中，沿每条刀具切削路径平均各取5个测点测试铣刀振动情况，分别编号为1、2、3、4、5；

平行于试件宽度方向各测点之间距离为9.6mm，其中，刀具切削路径1中的测点编号设定为1-1、1-2…1-5,刀具切削路径2中的测点编号为2-1、2-2…2-5,刀具切削路径3中的测点编号为3-1、3-2…3-5；

与试件长度方向成45°角方向各测点之间距离13.78mm，其中，刀具切削路径4中的测点编号为4-1、4-2…4-5，刀具切削路径5中的测点编号为5-1、5-2…5-5，刀具切削路径6中的测点编号为6-1、6-2…6-5；

平行于试件长度方向各测点之间距离为10mm，其中，刀具切削路径7中的测点编号为7-1、7-2…7-5，刀具切削路径8中的测点编号为8-1、8-2…8-5，刀具切削路径9中的测点编号为9-1、9-2…9-5。

6.根据权利要求4或5所述的一种整体式淬硬钢凸曲面试件高速铣削工艺实验方法，其特征在于：所述步骤三中，三把球头铣刀为直径20mm的两齿涂层硬质合金可转位球头铣刀，加工条件为：转速8000rpm、每齿进给量0.25mm、铣削宽度0.3mm、铣削深度0.2mm。

7.一种整体式淬硬钢凸曲面试件，其特征在于：该试件为整体式长方体结构，轮廓尺寸为100mm×73mm×50mm；由用于将试件安装到机床工作台上的底部凸台和中间待切削区域两部分构成；整体式淬硬钢凸曲面试件中间待切削区域轮廓尺寸及结构为：试件中间部分为球头铣刀的高速铣削加工区域，轮廓尺寸100mm×48mm×45mm；其顶部沿宽度方向为曲率半径200mm的凸曲面；沿长度方向，为曲率半径连续变化的正弦型轨迹线。