[发明专利]一种铣削颤振测试件及其测试方法

说明书

本发明公开了一种铣削颤振测试件及其测试方法，本发明的铣削颤振试件上设置有基准面和斜面，基准面与斜面分别覆盖有T形测试区，T形测试区内设置有直线测试区和圆角测试区，刀具首先铣削斜面覆盖的T形测试区，测量颤振发生时的铣削深度，调整刀具铣削深度，铣削基准面内的T形测试区，基准面主要用于测量用斜面铣削时不发生颤振的铣削深度在基准面的直线测试区和圆角测试区的铣削颤振情况，从而得到稳定的参数，加工过程中为避免发生颤振，铣削时的切深需保持在该值以下，测试件可以测量不同圆角、圆角形成角度、铣削高度时的铣削颤振情况，试验简便可靠，不需要复杂的测量及分析设备。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体的说是一种铣削颤振测试件及其测试方法。

背景技术

航空结构件加工中，轮廓铣削应用十分广泛，而在轮廓铣中，圆角铣削的问题十分突出，不合理的切削参数常会导致圆角铣处产生颤振，极易损伤刀具和零件。

铣削颤振是制约高速铣削效率提升的一大因素，铣削颤振的发生与铣削时的主轴转速、铣削深度等加工参数及机床特性密切相关。实际加工中为避免铣削颤振的发生，常采用降低铣削参数的方式，这极大限制了高速铣削的效率。不同机床的特性各异，对铣削颤振的影响也不同，若不考虑该因素，很有可能造成铣削颤振的发生，威胁产品质量及设备安全。

当前对直线铣削颤振机理分析较为完善，并可通过实验确定较为可靠的切削参数。而圆角铣削中，切削厚度及切入角处在动态变化中，分析及研究更为困难。通过查阅相关文献可知，铣削过程中的颤振主要由于铣削为断续切削过程，加工时切削厚度为动态变化值，由此引起加工刀具和工件的自激震荡，当此震荡的频率大于机床、刀具、工件综合系统的固有模态频率时即会引起颤振。通过对铣削加工过程的动态建模和分析，可以得出铣削颤振与转速、铣削深度及通过锤击法获得的机床、刀具、工件综合系统的传递函数间的关系，并绘制出铣削稳定瓣图，获得稳定铣削不发生颤振的加工参数。

但该方法较为复杂，且对于不同的刀具、工件均需进行锤击实验以获得传递函数。实际应用中，常通过试切楔形件的方式获得直线稳定铣削不发生颤振的加工参数。但对于圆角铣削过程中，仍缺乏合适试切件及可靠试验方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铣削颤振测试件及其测试方法，用于解决数控铣削加工中由于机床特性、断续铣削、工艺参数的不合理设置引发铣削颤振的问题。

进一步地讲，本发明的铣削颤振试件上设置有基准面和斜面，基准面与斜面分别覆盖有T形测试区，T形测试区内设置有直线测试区和圆角测试区，刀具首先铣削斜面覆盖的T形测试区，测量颤振发生时的铣削深度，调整刀具铣削深度，铣削基准面内的T形测试区，基准面主要用于测量用斜面铣削时不发生颤振的铣削深度在基准面的直线测试区和圆角测试区的铣削颤振情况，从而得到稳定的参数，加工过程中为避免发生颤振，铣削时的切深需保持在该值以下。

本发明通过下述技术方案实现：

一种铣削颤振试件及其测试方法，一种铣削颤振试件件，包括基座，所述基座上设置有用于固定基座的通孔；所述基座的上表面固定有侧面设置有两个及两个以上T形测试区的铣削测试体，所述铣削测试体的上表面设置有斜面、基准面，所述T形测试区的弯折处设置有圆角测试区，所述T形测试区与斜面底端相交处为铣入区；一种铣削颤振测量方法，包括以下步骤：

S1.根据需要进行颤振测试的圆角R值、圆角形成角度、铣削高度选择相应规格的颤振测试件，调整机器转速；

S2.通过基座的通孔将颤振试件固定在机床工作台上；

S3.刀具以一定的轨迹依次铣削测试区；

S4.检测颤振试件上刀具的铣削轨迹，在颤振区测量颤振发生时的铣削深度，以不超过发生颤振时的铣削深度值为安全铣削参数。