[发明专利]一种刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的检测方法

说明书

一种车削大螺距内螺纹刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的检测方法，其技术要点：选取试件、实验机床和刀具；在机床上分别利用刀具的左切削刃和右切削刃，以轴向分层切削方式，沿试件轴向多次重复切削左螺纹面和右螺纹面；测量左切削刃和右切削刃的刀具整体振动加速度信号；停机检测左切削刃和右切削刃的后刀面磨损宽度数据；重复切削、检测，获取多个等切削行程的后刀面磨损宽度数据；构建刀具振动行为序列和基于切削刃上多个测量点的刀具后刀面磨损宽度的行为序列；揭示刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的关联矩阵。本发明全面揭示刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性及左、右切削刃切削时刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响差异性。

技术领域：

本发明属于刀具切削加工领域，具体涉及一种车削大螺距内螺纹刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的检测方法。

背景技术：

大螺距内螺纹车削加工具有低速、高进给、大切深特点。在车削大螺距螺纹过程中，受内螺纹结构的约束，刀杆细且长，承受切削力能力差，易发生振动。刀具振动引起左切削刃和右切削刃切削姿态发生改变，使得刀具与工件接触关系处于不断变化之中。由于刀具左切削刃后刀面和右切削刃后刀面直接与螺纹面已加工表面相接触，刀具振动会对左切削刃后刀面和右切削刃后刀面磨损产生影响，影响螺纹表面质量和刀具使用寿命。因此研究在车削大螺距内螺纹过程中，刀具振动对刀具后刀面磨损宽度的影响十分有意义。

已有的刀具振动与后刀面磨损的测试方法，是利用刀具振动时域信号中的振幅和切削刃指定位置处后刀面磨损宽度之间的对应关系，来揭示刀具振动对后刀面磨损的影响特性的，该测试方法适用于小切削深度和小进给量条件下，车削内孔的单切削刃刀具振动和后刀面磨损宽度的测试。而车削大螺距内螺纹时，刀具带有左切削刃和右切削刃两个切削刃，分别以轴向分层切削方式沿轴向重复多次切削左螺纹面和右螺纹面，其径向切深与内螺纹槽深相等，参与切削的切削刃长度是内孔车削的数十倍，切削刃不同位置处的后刀面磨损宽度存在较大差异性，已有的刀具振动和后刀面磨损宽度的测试方法无法揭示出车削大螺距内螺纹刀具振动对刀具后刀面磨损宽度的影响特性。

发明内容：

本发明为克服上述技术问题，提供了一种车削大螺距内螺纹刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的检测方法，其提出车削大螺距内螺纹刀具振动与刀具后刀面磨损宽度的实验方案与测量方案；构建车削左螺纹面与右螺纹面的刀具振动行为序列和基于切削刃上多个测量点的刀具后刀面磨损宽度行为序列；采用改进灰色关联分析方法，构建刀具振动特征参数与刀具左切削刃后刀面磨损宽度和刀具右切削刃后刀面磨损宽度的关联矩阵，揭示出刀具振动特征对切削刃不同位置处刀具后刀面磨损宽度的影响特性，对比左切削刃和右切削刃上对应的各测量点处的关联度，揭示出左切削刃切削时刀具振动对刀具后刀面磨损宽度的影响与右切削刃切削时刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响的差异性。

本发明的车削大螺距内螺纹刀具振动对刀具后刀面磨损宽度影响特性的检测方法，为实现上述目的所采用的技术方案在于包括以下步骤：

一、选取大螺距内螺纹试件和实验机床；选定与大螺距内螺纹试件结构参数相匹配的刀具，该刀具的结构特点为带有左、右两条对称的切削刃，中间由一条顶刃相连接；

二、在实验机床上分别利用刀具的左切削刃和右切削刃，以轴向分层切削方式，沿试件轴向多次重复切削大螺距内螺纹的左螺纹面和右螺纹面，每次切削时保持刀具径向切深与试件内螺纹槽深一致，并保持试件转速、刀具进给速度不变；

三、测量刀具的左切削刃和右切削刃在切削时的刀具整体振动的加速度信号；

四、停机检测刀具左切削刃和刀具右切削刃的后刀面磨损宽度数据；检测完成后按步骤二的切削方式重复切削、再次停机检测刀具左切削刃和刀具右切削刃的后刀面磨损宽度，获取多个等切削行程的刀具左切削刃和刀具右切削刃的后刀面磨损宽度数据；

五、构建车削试件左螺纹面与右螺纹面时的刀具振动行为序列和基于切削刃上多个测量点的刀具后刀面磨损宽度的行为序列；