[发明专利]抑制多刃微齿铣刀切削刃边缘破损的微齿排布设计方法

摘要

本发明属于难加工材料切削加工技术领域，提供了一种抑制多刃微齿铣刀切削刃边缘破损的微齿排布设计方法，将三维立体铣刀沿轴向剖开后展开，形成以切向和轴向为坐标系的二维铣刀微齿布局图，通过确定铣刀结构参数，确定微齿上下边缘重叠排布的设计方法，微齿两边缘重叠排布方式能有效降低尖角点处的切削厚度，在长切削行程下，保证微齿的优秀切削性能。同时，保证微齿切削厚度相对均匀，降低高速铣削碳纤维复合材料时的刀具颤振，从而避免在薄弱尖角点处出现易崩刃的现象，此外，基于三维建模软件SolidWorks，验证了该排布设计方法的准确性，实现碳纤维复合材料大切削用量下高速平稳有效的加工。

主权项

1.一种抑制多刃微齿铣刀切削刃边缘破损的微齿排布设计方法，其特征在于，将三维立体铣刀沿轴向剖开后展开，选择表征排布方式的有效切削部分，形成以切向和轴向为坐标系的二维铣刀微齿布局图，右旋螺旋槽(1)与左旋分屑槽(2)交错形成微齿(3)，微齿(3)包含下边缘部分(4)和上边缘部分(5)；铣刀设计过程，刀具几何参数已知，微齿(3)的长度A、右旋螺旋槽(1)的槽宽B、右旋螺旋槽(1)的螺旋角θ、左旋分屑槽(2)的螺旋角β、左旋分屑槽(2)槽数Z₂、铣刀刃数Z₁、铣刀直径D；而微齿(3)的排布方式主要由变量：左旋分屑槽(2)切向长度d、微齿(3)齿间宽度c、微齿(3)切向长度f决定；具体设计方法步骤如下：步骤1：由铣刀直径D和铣刀刃数Z₁，计算出微齿(3)齿间宽度c；步骤2：选取左旋分屑槽(2)的切向长度d作为自变量参数，以右旋螺旋槽(1)槽宽B与左旋分屑槽(2)切向长度d边建立三角形，由该三角形几何关系，计算出左旋分屑槽(2)螺旋角β；同理，以微齿(3)长度A和微齿(3)切向长度f为边长建立三角形，由该三角形几何关系，计算出微齿(3)的切向长度f和左旋分屑槽(2)的槽数Z₂；f＝(π×D÷Z₂)‑d   (4)步骤3：判断是否满足关系d<c<f，若满足，则每一个微齿(3)的下边缘部分(4)和上边缘部分(5)被前一个微齿(3)切削刃覆盖，形成微齿(3)两边缘处重叠排布的方式，若不满足，则回到步骤2重新选取分屑槽切向长度d。