工件材料最小切削厚度的确定方法

摘要

本发明涉及一种工件材料最小切削厚度的确定方法。目前工件材料的最小切削厚度值获得过程中理论分析方法较繁琐、适用性差，获得的计算结果不够准确。本发明组成包括：超景深显微镜下观察工件材料铣削痕迹，将表面划分为切削区域、犁耕区域和滑擦区域，测量犁耕区域‑滑擦区域的总长度l；取犁耕区域‑切削区域分界面与第一刀齿于工件表面边界线的交点A，取刀具第一刀齿、第二刀齿开始切入工件材料时的中心位置为点O₁、O₂，以O₁点为坐标原点建立坐标系，过点O₂与点A做垂直于XO1Y得切削断面，获得点O₁在剖面上的投影点O₁'；再过点A做XO₁Y的垂线，垂线与切削断面下端轮廓的交点为点B，O₂B与切削断面上端轮廓的交点为点C，在三角形O₂CO₁'中采用余弦定理求得h_D＝R‑|O₂C|。本发明用于刀具加工时工件材料最小切削厚度的确定。

主权项

一种工件材料最小切削厚度的确定方法，其特征在于：所述确定方法具体为，步骤一：在数控铣床的工作台上对工件材料进行直线路径的铣削加工；步骤二：采用超景深显微镜观察所述工件材料的铣削痕迹，依据所述铣削痕迹的表面微观形貌特征将其划分为切削区域、犁耕区域和滑擦区域，并测量犁耕区域―滑擦区域的总长度l；步骤三：利用步骤二获得的所述犁耕区域―滑擦区域的总长度l，计算所述工件材料的最小切削厚度值h_D，具体为：步骤三1：第一刀齿铣削所述工件材料后于表面形成边界线，取犁耕区域―切削区域分界面与所述边界线的交点A，则点A坐标表示为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_A=-l\\ y_A=\sqrt{{(l+a_e)}^2-l^2}\\ z_A=-\sqrt{R^2-{(l-a_e)}^2}\end{array}\right.,$其中，R为铣削加工时所用刀具的半径，a_e为刀具的径向切削深度；步骤三2：取所述刀具第一刀齿开始切入所述工件材料时，所述刀具的中心位置为点O₁，取所述刀具第二刀齿开始切入所述工件材料时，所述刀具的中心位置为点O₂，以O₁点为坐标原点建立坐标系，Z轴方向竖直向上，Y轴方向沿刀具进给方向，X轴方向与Y‑Z轴构成右手系，则O₂点坐标为(0，fz，0)，fz为所述刀具每齿进给量；步骤三3：过点O₂与点A做垂直于XO₁Y的剖面，获得未变形切削断面，获得点O₁在所述剖面上的投影点O₁'；再过点A做XO₁Y的垂线，所述垂线与所述切削断面下端轮廓的交点为点B，连接O₂B，O₂B与切削断面上端轮廓的交点为点C，在三角形O₂CO₁'中采用余弦定理有：已知，|O′₁O₂|＝f_zsinε，$\left|O_1^{\prime }C\right|=\sqrt{R^2-{\left(f_z\cos ϵ\right)}^2},ϵ=\arccos \frac{l}{\sqrt{l^2+{(\sqrt{{(l+a_e)}^2-l^2}-f_z)}^2}},$得到h_D＝R‑|O₂C|；其中，ε为O₂O₁与O₁'O₁之间的夹角，为过点O₂且与面XO₁Y垂直的垂线与O₂C之间的夹角。