[发明专利]测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法

权利要求书

1.测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、建立刀具左右切削刃受力模型；

分别采用左切削刃和右切削刃，沿轴向分层切削的方法车削大螺距螺纹左右螺纹面；利用左右切削刃的前、后刀面与螺纹面待加工表面、已加工表面的几何和运动关系，建立刀具左右切削刃的前、后刀面所受的摩擦力和正压力与水平方向进给力之间的平衡力系，获得左右切削刃水平方向所受合力公式；

第二步、进行左右后刀面磨损差异性识别；

依据第一步获得的左右切削刃水平方向所受合力公式，进行左、右切削刃进给方向与已加工表面法矢量的正反向识别，确定左、右后刀面所受正压力和摩擦力方向；利用左、右前刀面上的切屑运动方向不同，确定左、右前刀面所受摩擦力方向；依据上述结果，区分刀具左、右切削刃与已加工表面摩擦接触位置和受力的不同，识别出轴向分层切削刀具左右后刀面磨损条件上的差别；

第三步、设计车削刀具磨损测试方案，通过刀具切削实验，检测出刀具左右后刀面磨损差异性；

设计并制备两把材料为W₁₈Cr₄V用于车削大螺距外螺纹的实验刀具，在干切和润滑条件下，切削35CrMo试件；分别计算两把刀具左、右切削刃的理论磨损长度，并与实际测量的左、右切削刃的磨损长度进行对比，利用刀具1和刀具2每次磨损测量获得的后刀面磨损状态和磨损宽度，及其随切削次数和切削行程变化上的不同，检测每把刀具左右后刀面磨损差异性。

2.根据权利要求1所述的测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法，其特征在于：第一步中所述的左右切削刃水平方向所受合力公式为；

左切削刃水平方向所受合力为：

F_x1＝F_fα1·sinθ+F_α1·cosθ-F_γ1·sinγ_f1+F_fγ1·cosγ_f1 (1)

右切削刃水平方向所受合力为：

F_x2＝F_fα2·sinθ-F_α2·cosθ+F_γ2·sinγ_f2-F_fγ2·cosγ_f2 (2)

式中，θ为螺纹的螺旋升角，F_x1为左切削刃水平方向所受的合力，F_γ1为左切削刃前刀面所受压力，F_fγ1为左切削刃前刀面所受的摩擦力，F_α1为左切削刃后刀面所受压力，F_fα1为左切削刃后刀面所受摩擦力，γ_f1为左切削刃在假定工作平面内侧前角，F_x2为右切削刃左切削刃水平方向所受的合力，F_γ2为左切削刃前刀面所受压力，F_fγ2为右切削刃前刀面所受的摩擦力，F_α2为右切削刃后刀面所受压力，F_fα2为右切削刃后刀面所受摩擦力，γ_f2为右切削刃在假定工作平面内侧前角。

3.根据权利要求1所述的测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法，其特征在于：第三步所述的两把用于车削大螺距外螺纹的实验刀具，该两把刀具具有不同刃口半径和后角。

4.根据权利要求1所述的测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法，其特征在于：第三步中所述的两把材料为W18Cr4V用于车削大螺距外螺纹的实验刀具，在干切和润滑条件下，切削35CrMo试件，两次车削实验的试件均为螺距16mm的右旋螺纹，头数为1，牙型角为26°，螺旋升角为2°36'，螺纹加工长度为均为160mm，外径120mm，内径104mm。

5.根据权利要求1所述的测试刀具左右后刀面磨损差异性的实验方法，其特征在于：第三步中所述的两把用于车削大螺距外螺纹的实验刀具沿轴向单侧逐层切削的方式，保持刀具径向切深与梯形外螺纹的槽深相一致，两次实验的左、右分层车削的进给量为0.05mm、转速为10rpm。