[发明专利]刀具左右切削刃分层切削差异性分析方法

摘要

刀具左右切削刃分层切削差异性分析方法，它涉及刀具切削时的差异性分析方法。本发明的目的是为了解决现有技术对于刀具左右刃分层切削大螺距螺纹时，对于刀具左右刃切削过程中不能进行差异性分析，造成车削过程不稳定，切削的螺纹面一致性差的问题。本发明包括设定刀具左右刃运动变量、几何变量，根据几何变量得到刀具的实际工作角度；建立基面及主剖面的刀工接触关系几何模型，确定切削层参数；建立左右刃切削过程中的受力模型，根据切削层参数得到左右刃切削时刀具受到的进给抗力与主切削力的关系、剪切角和刀具的切削合力。本发明的方法能够揭示出左右刃切削时的具体差异性，为刀具切削刃结构设计和螺纹左右面一致性的提高提供了依据。

主权项

1.刀具左右切削刃分层切削差异性分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、设定刀具左右刃运动变量和几何变量，根据几何变量得到刀具的实际工作角度；步骤二、建立基面及主剖面的刀工接触关系几何模型，确定切削层参数；步骤三、建立左右刃切削过程中的受力模型，根据切削层参数得到左右刃切削时刀具受到的进给抗力与主切削力的关系、剪切角和刀具的切削合力；所述刀具的实际工作角度包括进给剖面内工作角度和主剖面内工作角度，进给剖面内工作角度包括左、右刃进给剖面前角γ01+λ、γ02‑λ，左、右刃进给剖面后角α02‑λ、α01+λ；主剖面内工作角度包括左、右刃主剖面前角γ01+arctan(tanλ·sinκr1)、γ01‑arctan(tanλ·sinκr2)，左、右刃主剖面后角α01‑arctan(tanλ·sinκr1)、α01+arctan(tanλ·sinκr2)，其中γ01为刀具左刃前角，γ02为刀具右刃前角，α01为刀具左刃后角，α02为刀具右刃后角，λ为试件的螺旋升角，κr1为左刃切削时刀具的主偏角，κr2为右刃切削时刀具的主偏角；所述切削层参数表征如下所示：左刃切削时：bD1＝ap1/sinkγ1；hD1＝Δf1·sinkγ1；右刃切削时：bD2＝ap2/sinkγ2；hD2＝Δf2·sinkγ2；因此，切削面积为：左刃切削时：AD1＝bD1·hD1＝(ap1/sinkγ1)·(Δf1·sinkγ1)＝ap1·Δf1；右刃切削时：AD2＝bD2·hD2＝(ap2/sinkγ2)·(Δf2·sinkγ2)＝ap2·Δf2；式中，bD1为刀具左刃切削时的切削层宽度，bD2为刀具右刃切削时的切削层宽度，hD1为刀具左刃切削时的切削层厚度，hD2为刀具右刃切削时的切削层厚度；Δf1为左刃切削时刀具的轴向单次加工余量，Δf2为右刃切削时刀具的轴向单次加工余量，ap1和ap2分别为左右刃切削的径向切深；所述剪切角的关系满足：式中：φ1、φ2分别为左右刃切削时剪切角，hch1、hch2分别为左右刃切削时的切屑厚度，Λhc1为左刃切削变形系数，Λhc2为右刃切削变形系数；所述左右刃切削时刀具进给抗力和主切削力之间的力学关系的确定方法包括：通过所述左右刃切削过程中的受力模型，根据摩擦角与刀具工作角度的关系，得到左右刃切削时刀具进给抗力和主切削力之间的力学关系满足下式：左刃切削时：右刃切削时：式中：Fc1、Fc2分别为左右刃切削时刀具的主切削力，Ff1、Ff2分别为左右刃切削时刀具的进给抗力，Fc1、Fc2为切削运动方向的切削分力，FeN1、FeN2为和切削运动方向垂直的分力，β1、β2为左右刃切削时摩擦角；所述切削合力的确定方法包括：通过所述左右刃切削过程中的受力模型，利用切削层参数、剪切角及刀具工作角度间的关系得到切削合力：左刃切削时：右刃切削时：式中，τ表示剪切面上的剪切应力。