[发明专利]左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性的计算与测试方法

说明书

左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性的计算与测试方法。本发明为了解决现有测试方法没有一种能够全面揭示切削大螺距梯形外螺纹刀具切削行为差异性的测试方法。本发明包括，确定车削大螺距螺纹刀工接触关系层次结构及特征变量；左、右刃刀工接触长度与刀工接触宽度计算分析；建立左、右刃切削刀具受力模型；采用刀具左、右切削刃的变形系数与相对滑移计算方法、剪切角与摩擦角计算方法、切削行为差异性实验测试方法揭示左、右刃切削时切屑形态、左、右刃磨损及左、右刃动态切削行为上的差异性。本发明揭示左、右刃切削时切屑形态、左、右刃磨损及左、右刃动态切削行为上的差异性，为提高加工表面质量提供有效依据。

技术领域

本发明涉及一种切削大螺距梯形外螺纹刀具切削行为差异性的测试方法，具体涉及车削大螺距梯形外螺纹刀具左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性的计算与测试方法。

背景技术

大螺距螺杆作为压力机上控制上模具与下模具的平行度和垂直度的主要部件，对整机的静态精度和动态精度有着重要的影响，加工时左、右螺纹面加工精度要求一致性高。车削大螺距螺纹时，左、右刃刀工界面切削行为的不同，直接影响左、右螺纹面加工表面质量及左、右螺纹面加工表面质量一致性。因此，研究左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性，对提高左、右螺纹面加工表面质量及左、右螺纹面加工表面质量的一致性具有重要意义。

已有的研究采用三线性插值法，根据距离值判定接触区域内的点，由这些点获得刀工接触关系的相关参数，分析了加工过程中刀工接触几何的特性。同时已有研究通过主轴振动信号功率谱的特征变化来检测刀工接触的变化特性。但上述方法没有考虑在加工过程中切屑形态及刀具磨损的变化，不能全面揭示刀工界面切削行为，且大螺距螺纹车削过程中左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性没有被揭示。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有测试方法没有一种能够全面揭示切削大螺距梯形外螺纹刀具切削行为差异性的测试方法，进而提供左、右切削刃的刀工界面切削行为差异性的计算与测试方法。

本发明的技术方案是：为实现上述目的所采用的技术方案在于包括以下步骤：

第一步、确定车削大螺距螺纹刀工接触关系层次结构及特征变量；

依据切削过程中的刀具切削运动及切削姿态，识别刀工界面接触行为的特征参数及影

响因素，分析出刀工接触关系进行层次结构及特征变量；

第二步、左、右刃刀工接触长度与刀工接触宽度计算分析；

第三步、建立左、右刃切削刀具受力模型；

第四步、采用刀具左、右切削刃的变形系数与相对滑移计算方法，揭示刀具左、右刃的切削变形差异性；

第五步、采用刀具左、右切削刃的剪切角与摩擦角计算方法，揭示刀具左、右刃摩擦过程中的差异性；

第六步、利用刀具左、右切削刃切削行为差异性实验测试方法，揭示左、右刃切削时切屑形态、左、右刃磨损及左、右刃动态切削行为上的差异性；

为采用左、右刃对称的成型式车刀，在相同的工艺参数下对螺纹试件左、右螺纹面进行等余量干式车削，通过实验仪器为VHX-1000超景深显微镜测量指定区域内的切屑形态和通过DH5922瞬态信号测试分析系统测试出左、右刃车削大螺距螺纹最后一刀时的刀具时域及频域振动信号，分析出刀具左、右刃切削行为差异性测试结果。

进一步地，第二步中刀具后刀面与已加工表面的初始接触长度公式为：

(1)刀具左后刀面与已加工表面的初始接触长度公式为：

(2)刀具右后刀面与已加工表面的初始接触长度公式为：