[发明专利]一种高进给铣刀刀齿后刀面磨损特性的检测方法

权利要求书

1.一种高进给铣刀刀齿后刀面磨损特性的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤a、进行高进给铣刀刀齿后刀面磨损测试，确定铣刀结构参数、铣削方式、换刀方式、对刀方式及切削参数，获取高进给铣刀刀齿后刀面磨损状态；

步骤b、进行高进给铣刀结构及其刀齿误差测量，建立高进给铣刀坐标系，确定刀齿误差基准和铣刀刀齿误差解算公式，获取铣刀刀齿误差分布特性；

步骤c、进行高进给铣刀切削振动测试，实现铣削振动特征参数的提取和选取，得到铣削振动特征参数序列，从而获取铣削振动信号的变化特性；

步骤d、进行高进给铣刀刀齿后刀面磨损边界测量，建立高进给铣刀刀齿后刀面磨损测量坐标系，获取刀齿切削刃与后到面磨损边界曲线坐标值；

步骤e、进行高进给铣刀刀齿后刀面磨损边界曲线构建，构建刀齿切削刃与后到面磨损边界方程，将刀齿切削刃与后刀面磨损边界方程系数分类，提取刀齿切削刃与后刀面磨损边界曲线特征量；

步骤f、通过步骤d和步骤e获取高进给铣刀刀齿与后刀面磨损边界曲线特征量序列，从而得到高进给铣刀刀齿后刀面磨损特性；

步骤g、根据步骤a、步骤b、步骤c和步骤f，进行高进给铣刀刀齿后刀面磨损特性分析，获取铣刀刀齿误差分布对刀齿切削刃与后刀面磨损的影响特性，获取铣削振动对刀齿切削刃与后刀面磨损的影响特性。

2.根据权利要求1所述一种高进给铣刀刀齿后刀面磨损特性的检测方法，其特征在于，所述高进给铣刀刀齿后刀面磨损测试的方法包括下列步骤：

步骤a1、采用同一个高进给铣刀刀体和相同的安装定位方式，通过对每组实验更换一组相同规格的新刀片，进行不同切削行程条件下的连续多次轴向分层切削，获得该组实验对应切削行程下的高进给铣刀刀齿后刀面磨损状态；

步骤a2、在每次更换刀片后，根据高进给铣刀的最大回转半径进行对刀，确定不同切削行程下铣刀坐标系原点的位置，高进给铣刀对刀方式的变量解算，如式(1)～式(3)所示：

其中n为机床主轴转速，v_f为铣刀进给速度，a_p为切削深度，a_e为切削宽度；r^q_0max为第q把高进给铣刀刀齿刀尖点沿径向的最大回转半径，r^q+1_0max为第q+1把高进给铣刀刀齿刀尖点沿径向的最大回转半径，r₀^qj为第q把高进给铣刀的第j个刀齿刀尖点沿径向的最大回转半径；L₀为高进给铣刀切削任意一层的切削行程，L_s为高进给铣刀落刀点到工件底边的距离，Le为高进给铣刀抬刀点到工件底边的距离；W为工件宽度，H为工件高度；q为第q组实验所选取的第q把高进给铣刀。其中，1≤q≤m，s_q为第q把高进给铣刀进行轴向分层切削的次数；(x_g^s,y_g^q,z_g^q(1))为第q把高进给铣刀第一次切削时铣刀坐标系原点的初始位置，(x_g^s,y_g^q+1,z_g^q+1(1))第q+1把高进给铣刀第一次切削时铣刀坐标系原点的初始位置；(x_g^e,y_g^q,z_g^q(1))第q把高进给铣刀第一次切削时铣刀坐标系原点的终止位置；(x_g^e,y_g^q+1,z_g^q+1(1))第q+1把高进给铣刀第一次切削时铣刀坐标系原点的终止位置；

步骤a3、根据所述换刀方式和对刀方式，采用顺铣的铣削方式进行多次的轴向分层切削，获得不同切削行程下的高进给铣刀刀齿后刀面磨损状态，对所述高进给铣刀轴向分层切削方式进行变量解算，如式(4)～(8)所示：

L₀＝v_f·T₀ (6)

L_q＝s_q·L₀ (7)

其中v_f1为高进给铣刀从刀路终点到抬刀位置的速度，v_f2为高进给铣刀从抬刀位置到落刀位置的速度，v_f3为高进给铣刀落刀位置到刀路起点位置的速度，L_q为第q把高进给铣刀进行s_q次切削的累积切削行程，H₀为高进给铣刀抬刀位置距工件上表面的垂直距离；m为m组实验所选取的铣刀总数，s为m组实验所选取的m把高进给铣刀进行切削的总次数，(x_g^s,y_g^q,z_g^q(i-1))为切削第i-1层工件时，高进给铣刀刀路起点的坐标，其中，1≤i≤s；(x^ge,y^gq,z^gq(i-1))切削第i-1层工件时，高进给铣刀刀路终点的坐标；(x_g^s,y_g^q,z_g^q(i))为切削第i层工件时，高进给铣刀刀路起点坐标。(x_g^s,y_g^q,z_g^q(i))为切削第i层工件时，高进给铣刀刀路起点坐标；(x_g^s,y_g^q,H+H₀)为高进给铣刀落刀位置坐标；(x_g^e,y_g^q,H+H₀)为高进给铣刀抬刀位置坐标；T₀为高进给铣刀切削任意一层所需时间；o_g-x_gy_gz_g为工件坐标系，其中，o_g点为工件底面两条底边交点，x_g轴为铣刀进给速度方向，y_g轴为铣刀切削宽度方向，z_g轴为铣刀切削深度方向。