[发明专利]高进给铣刀刀齿磨损差异性分析模型构建与验证方法

说明书

高进给铣刀刀齿磨损差异性分析模型构建与验证方法，属于铣刀刀齿技术分析领域，现有技术中，高进给铣刀铣削过程中，刀齿接触长度和接触深度非线性增长、以及空切引起热量迅速耗散，加上铣刀断续切削产生的冲击、振动引起刀齿瞬时切削位置和姿态的改变，导致铣刀各刀齿磨损程度存在显著差异性，对其差异性影响因素进行有效识别存在困难。本发明能够准确有效识别高进给铣刀刀齿磨损差异性的影响因素，构建刀齿磨损差异性分析模型，准确描述高进给铣刀铣削过程中铣刀误差及其位姿改变、以及工件几何结构特征的变化，提出刀齿磨损区域边界识别方法，准确识别刀齿后刀面磨损上、下边界分布及变化特性，最终验证上述分析模型的有效性。

技术领域

本发明涉及一种铣刀刀齿磨损差异性的分析模型构建与验证方法，具体涉及高进给铣刀刀齿磨损差异性影响因素识别方法；高进给铣刀刀齿磨损差异性分析模型构建方法；高进给铣刀刀齿磨损区域边界识别方法；高进给铣刀刀齿差异性磨损分析模型的验证方法；属于铣刀刀齿技术分析领域。

背景技术

高进给铣刀铣削过程中刀具振动和冲击等特征时刻变化，已有的磨损差异性分析模型无法全面的体现工艺参数、铣刀误差与铣刀位姿对磨损差异性的影响、同时也无法体现铣削过程中工件几何特征的变化特性。因此，识别刀齿磨损差异性影响因素、构建刀齿磨损差异性分析模型，是全面准确地反映铣削过程中铣刀误差与位姿等瞬时切削行为的动态变化的关键，同时对于揭示铣刀各刀齿磨损差异性形成机理也具有重要意义。

受铣刀刀齿与工件接触关系频繁改变影响，高进给铣刀刀齿后刀面磨损区域上、下边界常以非线性方式扩展，以往的刀齿磨损特征识别方法多以单一最大磨损量为主，无法全面描述单个刀齿后刀面磨损状态，也无法准确描述不同刀齿之间磨损状态的差别。因此，需要一套刀齿磨损区域边界识别方法，在此基础上进行铣刀刀齿磨损差异性影响特性的识别，以达到验证磨损差异性分析模型的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于揭示高进给铣刀刀齿磨损差异性的分析模型构建与验证方法，以解决现有的刀齿磨损特征识别方法多以单一最大磨损量为主，无法全面描述单个刀齿后刀面磨损状态，也无法准确描述不同刀齿之间磨损状态的差别的问题，本发明设计了一套刀齿磨损区域边界识别方法，在此基础上进行铣刀刀齿磨损差异性影响特性的识别，以达到验证磨损差异性分析模型的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，具体步骤为：

步骤1：高进给铣刀刀齿磨损差异性影响因素识别方法；

进行高进给铣刀铣削加工试验，对铣刀各刀齿后刀面磨损状态进行检测，以各个刀齿后刀面磨损区域特征曲面为响应，识别各刀齿磨损差异性影响因素；

步骤2：高进给铣刀刀齿磨损差异性分析模型构建方法；

对铣削钛合金过程中铣刀及刀齿的动态切削行为进行描述，建立铣刀切削运动分析模型，获得铣刀切削位姿的变化特性，定量描述铣刀动态切削行为；基于铣刀切削过程中铣刀切削位姿的动态变化特性，建立铣削工件模型，并分析出铣刀刀齿磨损差异性仿真中的边界条件；

步骤3：高进给铣刀刀齿磨损区域边界识别方法；

以不同刀齿相同接触角度为提取前提，获取切削过程中铣刀多个刀齿后刀面切削温度和等效应力分布结果；以刀齿材料屈服强度等值的等效应力曲线为边界，提取刀齿磨损状态；

步骤4：高进给铣刀刀齿差异性磨损分析模型的验证方法；

为获取实验和仿真中刀齿后刀面磨损边界数据，采用相同方式对实验所采用的刀齿和仿真中的铣刀刀齿进行投影，并在相同坐标系中提取刀齿后刀面上下边界，将实验结果和仿真结果进行对比，以验证铣刀刀齿差异性磨损分析模型的准确性。