[发明专利]一种铬钢叶片型面加工用球头铣刀的剩余寿命预测方法

摘要

一种铬钢叶片型面加工用球头铣刀的剩余寿命预测方法，首先通过试验测量方式获得一系列球头铣刀的后刀面磨损带平均宽度及其对应的已加工寿命数据，根据实测数据建立该球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式，结合所述球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式实现对所述球头铣刀的剩余加工寿命的预测；包括步骤：采用球头铣刀铣削铬钢叶片的型面，其外法线与球头铣刀中心线偏转角为10°；每间隔一定加工时间测量并记录后刀面磨损带平均宽度和已加工寿命，根据实测数据建立球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式，进而进行球头铣刀剩余加工寿命的预测。本发明操作简单有效，预测精度高，充分挖掘了刀具使用寿命。

主权项

1.一种铬钢叶片型面加工用球头铣刀的剩余寿命预测方法，其特征在于：首先通过实验测量方式获得所述球头铣刀的一系列后刀面磨损带平均宽度及其对应的已加工寿命数据，根据实测数据建立该球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式，再在使用球头铣刀对铬钢叶片型面进行实际加工的过程中，结合所述球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式实现对所述球头铣刀的剩余加工寿命的预测；所述剩余寿命预测方法包括以下步骤：1)安装第一把球头铣刀并进行数控机床开机前检查；2)将铬钢叶片固定置放在机床工作台上，保持型面朝上且该型面的外法线与所述球头铣刀的中心线形成10°的偏转角；3)开启机床，使用球头铣刀以主轴转速N1铣削所述铬钢叶片的型面，经历加工时间T后，停机并拆下球头铣刀，测量该球头铣刀的后刀面磨损带平均宽度VB，并按照公式X＝N1×T计算该球头铣刀的已加工寿命X，记录该后刀面磨损带平均宽度VB及与其对应的已加工寿命X，之后将球头铣刀装回数控机床主轴上的原位置；4)不断重复步骤3)，获得并记录后刀面磨损带平均宽度的测量值序列[VB1,VB2,…,VBn]和相应的已加工寿命值序列[X1,X2,…,Xn]，直至测得的后刀面磨损带平均宽度VB达到预设的后刀面磨损带平均宽度阈值VBlim，同时记录下当时的主轴转速N1与相应的极限加工寿命T1；5)应用高次多项式对步骤4)所得到的后刀面磨损带平均宽度的测量值序列[VB1,VB2,…,VBn]和相应的已加工寿命值序列[X1,X2,…,Xn]进行拟合，获得球头铣刀的剩余寿命预测关系式：VB＝a0+a1X+a2X2+…+anXn，其中，a0,a1,a2,…an为多项式的系数；6)选用规格参数与第一把球头铣刀相同的第二把球头铣刀，以主轴转速N2并保持其它铣削工艺参数不变，重复步骤1)至4)，记录下主轴转速N2与相应的极限加工寿命T2；7)参照标准ISO‑8688并引入刀具直径修正系数KR和加工进给修正系数Kf，建立球头铣刀全寿命函数关系式：T＝KR·Kf·f2(N)其中，T为球头铣刀的极限加工寿命，N为主轴转速，具体方法为：①在双对数坐标系lgN‑lgT中，求出过已知两点(lgN1,lgT1)和(lgN2,lgT2)的直线方程lgT＝f3(lgN)；②变换上述直线方程得到T＝f2(N)；③引入刀具直径修正系数KR和加工进给修正系数Kf，进而得到球头铣刀全寿命公式；8)结合球头铣刀的剩余寿命预测关系式和全寿命函数关系式，预测所述球头铣刀的剩余加工寿命；所述球头铣刀的已加工寿命X是指已完成的切削长度；所述的后刀面磨损带平均宽度阈值VBlim是指球头铣刀发生磨损失效时最大的后刀面磨损带平均宽度；所述的极限加工寿命T是指球头铣刀的后刀面磨损带平均宽度VB达到预设的后刀面磨损带平均宽度阈值VBlim时，该球头铣刀已完成的切削长度；所述的剩余加工寿命是指进行预测的当时至发生磨损失效时，球头铣刀对铬钢叶片的可切削长度。