[发明专利]基于最小切削力峰值的铣刀螺旋角设计方法

权利要求书

1.一种基于最小切削力峰值的铣刀螺旋角设计方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、根据所选铣削方式、径向切削深度和铣刀半径计算切入角和切出角的大小；顺铣时切入、切出角采用下式计算得到：

φst=π-cos-1R-aeR]]>

φ_ex＝π

逆铣时切入、切出角采用下式计算得到：

φ_st＝0

φex=cos-1R-aeR]]>

式中，φ_st是切入角，φ_ex是切出角，R是铣刀半径，a_e是径向切削深度；

步骤二、采用下式计算切削力系数：

Kr=τssinφncosβsin(βn-αn)cos2(φn+βn-αn)+tan2ηsin2βn]]>

Kt=τssinφncos(βn-αn)+tanβtanηsinβncos2(φn+βn-αn)+tan2ηsin2βn]]>

式中，τ_s是剪切应力，φ_n是剪切角，β_n是法向摩擦角，α_n是法向前角，β是铣刀螺旋角，η是切屑流动角，K_r、K_t分别为径向、切向切削力系数，α_n、β为刀具参数；

步骤三、采用下式计算切削力系数之比的反正切值：

θ=tan-1KrKt]]>

步骤四、判断铣刀齿数是否满足判定条件；顺铣时判定条件为：

N≤int(2πsinφstcos(φst-θ))]]>

逆铣时判定条件为：

a)sin(φ_ex-θ)≤0时，对任意刀齿数成立；

b)sin(φ_ex-θ)＞0时，刀齿数满足下式成立：

N≤int(2πsinφexsin(φex-θ))]]>

式中，N是铣刀齿数，int表示将运算结果进行向下取整；

步骤五、当判定满足步骤四的条件后，铣削力峰值最低所对应的铣刀螺旋角由下式计算得到：

β=tan-12πR/Nap]]>

式中，a_p是轴向切削深度。