[发明专利]CFRP与钛合金叠层结构铰孔刀具寿命的预测方法

摘要

本发明提供一种CFRP与钛合金叠层结构铰孔刀具寿命的预测方法，涉及碳纤维复合材料与钛合金叠层装配技术领域。该方法建立了CFRP与钛合金叠层结构铰孔孔径尺寸误差分析模型、铰刀后刀面磨损(VB值)分析模型，采用多种指标评价铰刀刀具寿命，综合考虑了叠层结构铰孔过程中孔径尺寸精度和铰孔刀具后刀面磨损两种约束，依据当前铰刀结构参数和制孔工艺参数，预测分析铰刀的有效使用寿命。本发明提供的方法铰刀使用寿命预测结果准确性高，能有效的预测叠层结构铰孔的最大制孔数量，降低因超出刀具寿命而导致的零件不合格率和报废率，并使制孔刀具发挥出最大的铰孔能力。

主权项

1.一种CFRP与钛合金叠层结构铰孔刀具寿命的预测方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤1、设置叠层结构铰孔孔径尺寸精度标准；步骤2、设置叠层结构铰孔铰刀磨钝标准为铰刀后刀面磨损值VB不大于0.06mm；步骤3、设置并输入初始铰孔数量；步骤4、根据叠层结构平稳铰孔阶段孔径尺寸误差随铰孔数量变化的映射关系模型，计算在当前铰刀结构几何参数、铰孔工艺参数和铰孔数量条件下的孔径尺寸误差；所述孔径尺寸误差随铰孔数量变化的映射关系模型如式(1)所示；D＝1.214N+0.15216+Df    (1)其中，D为孔径尺寸误差，N为铰孔数量，Df为孔径尺寸误差修正值，Df的计算如式(2)所示；其中，kr为铰刀主偏角，αr为铰刀外缘后角，Vc为铰孔切削速度，fr为铰孔每转进给量；步骤5、如果步骤4计算获得的孔径尺寸误差小于步骤1设置的孔径尺寸精度，则继续执行步骤6，否则执行步骤9；步骤6、根据叠层结构铰孔平稳初始阶段铰刀后刀面磨损值随铰孔数量变化的映射关系模型，计算在当前铰刀结构几何参数、铰孔工艺参数和铰孔数量条件下的铰刀后刀面磨损值VB；所述铰刀后刀面磨损值随铰孔数量变化的映射关系模型如式(3)所示；VB＝0.001333N‑0.01333+VBf     (3)其中，VB为铰刀后刀面磨损值，VBf为后刀面磨损修正值，VBf的计算如式(4)所示；步骤7、如果步骤6计算获得的VB值小于步骤2设置的磨钝标准VB值，则继续执行步骤8，否则执行步骤9；步骤8、铰孔数量增加1个，返回步骤4；步骤9、预测分析过程结束，设置叠层结构铰孔刀具寿命为当前铰孔数量，输出铰孔刀具寿命、孔径尺寸误差和铰刀后刀面磨损值VB。