[发明专利]螺纹车削的切削力预测方法和装置

说明书

本发明实施例公开的一种螺纹车削的切削力预测方法，包括：获取车削待加工螺纹的螺纹车刀的刀具几何参数、螺纹切削参数及所述待加工螺纹的螺纹几何参数；获取所述待加工螺纹的切削区域的切削系数和刃口摩擦系数；根据所述刀具几何参数确定刀尖切屑角度；以及根据所述刀具几何参数、所述刀尖切屑角度、所述螺纹几何参数、所述切削系数以及所述刃口摩擦系数预测所述螺纹车刀车削所述待加工螺纹的切削力。本发明实施例可提高螺纹车削加工中的切削力预测精度、简化预测过程，为螺纹切削加工工艺优化提供重要支撑。

技术领域

本发明涉及螺纹车削加工技术领域，尤其涉及一种螺纹车削的切削力预测方法和一种螺纹车削的切削力预测装置。

背景技术

螺纹零件作为常见的固定联接和运动转换部件，已广泛应用于制造业领域，其制造精度直接影响机械产品性能及使用寿命。因此，保证螺纹的加工精度和加工质量就显得尤为重要。随着数控机床的加工性能提升，螺纹车削加工技术在机械制造领域中也得到快速发展。

螺纹车削加工过程，是在车床上通过控制进给运动与主轴转速同步进而加工出螺旋槽形状的过程。在径向进刀的螺纹车削下，螺纹车刀沿螺纹的径向方向进给。在加工过程中，各切削刃同时参与切削加工，因此，其切削力的评定和预测较为复杂。而切削力的预测和确定，不仅能解释加工后工件表面硬化层的形成，还是检测工件表面残余应力的重要参数，通过切削力的评定和预测，可以更好的选择合适的加工机床以及优化切削参数。但是，现有的切削力预测和确定模型的预测精度较差、预测过程复杂，且切削力的机械预测模型和经验公式大多只适用于特定的刀具与工件组合，存在着通用性差的问题。因此，迫切需要一种预测精度高、预测过程简单的切削力预测方法，作为外螺纹切削加工工艺优化的重要理论支撑，从而进一步优化外螺纹车削加工的加工工艺。

发明内容

针对现有技术中的至少部分不足和缺陷，本发明实施例提供一种螺纹车削的切削力预测方法和一种螺纹车削的切削力预测装置，可提高螺纹车削加工中的切削力预测精度、简化预测过程。

具体地，本发明实施例提供的一种螺纹车削的切削力预测方法，包括：获取车削待加工螺纹的螺纹车刀的刀具几何参数、螺纹切削参数、所述待加工螺纹的螺纹几何参数、切削区域的切削系数和刃口摩擦系数，其中所述刀具几何参数包括所述螺纹车刀的刀尖角ε_r和刀尖圆弧半径r_ε，所述螺纹切削参数包括径向进给量a_p、进刀次数n，所述螺纹几何参数包括螺纹高度H，所述切削系数包括切向切削系数K_tc和轴向切削系数K_ac，所述刃口摩擦系数包括切向刃口摩擦系数K_te和轴向刃口摩擦系数K_ae；根据所述刀尖角ε_r确定刀尖切屑角度θ₁，其中所述刀尖切屑角度θ₁满足确定车削所述待加工螺纹的切屑面积A，其中，当H≤r_ε(1-cosθ₁)时，切削方式为圆弧切削刃切削方式，所述切屑面积A满足：A₁为圆弧切削刃的切屑面积，θ为瞬时切屑角度，h(θ)为瞬时切屑厚度且满足为所述定位角且满足当H＞r_ε(1-cosθ₁)时，切削方式为圆弧切削刃和直线切削刃切削方式，所述切屑面积A满足：A₂为直线切削刃的切屑面积，预测车削所述待加工螺纹的切削力，其中，当H≤r_ε(1-cosθ₁)时，所述切削力满足：

当H＞r_ε(1-cosθ₁)时，所述切削力满足：