[发明专利]一种内冷刀具的设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种内冷刀具的设计方法及系统，方法包括：对内冷孔的结构参数进行分解；所述结构参数至少包括内冷孔直径、内冷孔间距和内冷孔角度；根据分解的内冷孔的结构参数设计正交实验方案，得到内冷刀具的变形量；基于内冷刀具的变形量，从内冷孔的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素；根据显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素设计内冷刀具。本发明采用正交分析法，从内冷孔设计的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素；根据影响内冷刀具结构强度的显著因素，优化内冷刀具结构设计，在满足切削液流量要求的情况下，得出使得内冷刀具结构强度降低最小的设计方案。

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，特别是一种内冷刀具的设计方法及系统。

背景技术

高速铣削具有切削力小、切削效率高等优点，可获得高质量的加工表面。高速铣削加工中冷却非常重要。传统喷淋式切削使用大量的切削液，严重威胁工人的身体健康，处理混杂切屑的废液也成为困扰企业的一个环保难题。传统喷淋式切削已经处于被淘汰的边缘，少切削液或无切削液使用的内冷刀具逐渐受到使用者的重视。

目前，内冷刀具设计上存在以下问题：

1、在传统铣刀棒料上增加内冷孔设计会降低刀具强度，目前缺少相关的设计方法使得强度降低最小；

2、内冷孔对刀具强度的影响方式缺少表征方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种内冷刀具的设计方法及系统，采用正交分析法，从内冷孔设计的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素；根据影响内冷刀具结构强度的显著因素，优化内冷刀具结构设计，在满足切削液流量要求的情况下，得出使得内冷刀具结构强度降低最小的设计方案。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种内冷刀具的设计方法，包括：

对内冷孔的结构参数进行分解；所述结构参数至少包括内冷孔直径、内冷孔间距和内冷孔角度；

根据分解的内冷孔的结构参数设计正交实验方案，得到内冷刀具的变形量；

基于内冷刀具的变形量，从内冷孔的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素；

根据显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素设计内冷刀具。

优选的，对内冷孔的结构参数进行分解之前还包括，

根据内冷刀具规格完成内冷孔的结构分析；

对内冷孔的结构参数进行分解，具体包括：

基于结构分析对内冷孔的结构参数进行分解。

优选的，根据分解的内冷孔的结构参数设计正交实验方案，得到内冷刀具的变形量，具体包括：

根据分解的内冷孔的结构参数的数量，利用正交分析法设计仿真实验方案，结构参数采用均分设计，利用三维有限元软件模拟内冷刀具所受的径向切削力，对内冷刀具模型进行仿真，得到内冷刀具的变形量。

优选的，基于内冷刀具的变形量，从内冷孔的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素，具体包括：

基于内冷刀具的变形量，从内冷孔的结构参数中找出影响内冷刀具结构强度的显著因素、显著因素的影响程度和非显著因素，具体包括：

根据内冷刀具的变形量，利用F检验法获取F和F_表，基于F和F_表从内冷孔的结构参数中找到显著因素i、显著因素i的影响程度和非显著因素x；i∈1,2,3...，x∈1,2,3...；各结构参数的影响程度的计算公式如下：