[发明专利]一种能够实现左、右旋切削刃交替切削的多齿设计方法

摘要

本发明属于难加工材料切削加工技术领域，涉及一种能够实现左、右旋切削刃交替切削的微齿设计方法，该方法能够实现多刃铣刀的有效切削部分在不同截面上右旋切削刃与左旋切削刃交替切削的加工方式，保证CFRP表层纤维受到不同方向轴向力的连续作用，从而实现抑制高速铣削碳纤维复合材料表层毛刺产生的目的。通过对周刃微齿进行设计，确定铣刀结构参数，保证左旋切削刃和右旋切削刃交替切削的设计方法，该设计方法可应用于不同直径、螺旋角、刃数的铣刀，且均能保证所设计的切削方式。因此，该微齿设计方法具有良好的普适性和工程应用价值，最终可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

1.一种能够实现左、右旋切削刃交替切削的多齿设计方法，将三维立体铣刀沿轴向剖开后展开，选择表征切削方式的有效切削部分，形成以切向X和轴向Z为坐标系的二维铣刀微齿局部图，右旋螺旋槽(1)与左旋分屑槽(2)交错形成微齿(3)，微齿(3)包含右旋切削刃(4)和左旋切削刃(5)；铣刀设计过程，刀具几何参数：右旋切削刃(4)的刃宽为g₁、左旋分屑槽(2)的槽宽g₂、右旋螺旋槽(1)的螺旋角θ、左旋分屑槽(2)的螺旋角β、右旋螺旋槽(1)的槽数Z₁、左旋分屑槽(2)的槽数Z₂和铣刀直径D；其它中间变量：p为左旋切削刃(5)的高度；q为右旋切削刃(4)的高度；h为在X方向相邻两微齿(3)之间的高度及中间参数g；其特征在于，具体设计方法步骤如下：步骤1：保证连续切削过程中，无“空切现象”，即同一条切削刃在Z方向相邻两微齿(3)的间距为0，需要满足；g₂cosθ＝g₁cosθ(1)步骤2：连续切削过程中，实现右旋切削刃(4)与左旋切削刃(5)交替切削，即满足右旋切削刃(4)高度q等于左旋切削刃(5)高度p，进一步等于在X方向相邻两微齿(3)之间的高度h，即p＝q＝h；(1)右旋切削刃(4)高度q＝h；当Z₂>Z₁时：当Z₂<Z₁时：(2)左旋切削刃(5)高度p＝h；当Z₂>Z₁时：当Z₂<Z₁时：步骤3：联立上式，确定出Z₂与Z₁的关系：当Z₂>Z₁时：当Z₂<Z₁时：步骤4：将求得的Z₂带入上式求得g₂，将g₂带入公式(1)即求出g₁值，最终把决定切削方式的这四个参数导入三维软件模型中，验证方法的准确性。