一种抑制刀齿受迫振动磨损不均匀性的高速铣刀设计方法

摘要

一种抑制刀齿受迫振动磨损不均匀性的高速铣刀设计方法，属于刀具技术领域。本发明具体利用高速面铣刀受迫振动与刀齿磨损行为的关联特性，给出铣刀受迫振动磨损行为识别方法；建立铣刀多齿受迫振动磨损模型，提出铣刀受迫振动磨损及不均匀磨损的预报与评判方；提出铣刀不均匀磨损的控制方法和铣刀设计方法，解决铣刀多齿磨损位置、磨损面积、磨损深度控制变量的设计冲突问题，设计出可有效抑制高速切削45号钢刀齿受迫振动磨损不均匀性的直径63mmm铣刀。本发明用于铣刀设计中。

主权项

一种抑制刀齿受迫振动磨损不均匀性的铣刀设计方法，其特征在于，所述铣刀设计方法的具体步骤为：步骤一、依据铣刀受迫振动磨损实验的测试结果，对铣刀受迫振动行为与铣刀磨损行为进行关联分析，获得了铣刀受迫振动行为与铣刀磨损行为的关联特性；分析了面铣刀具铣削金属材料时的刀具磨损行为；对比不同参数下面铣刀具铣削加工不同材料的切削特性，对面铣刀具磨损的影响；提出了铣刀受迫振动磨损的识别方法；步骤二、依据振动学理论，分析了铣刀在铣削过程中的振动行为，并进行了参数化表征；分析了面铣刀刀齿前刀面和后刀面的磨损形态的特征，以及各磨损形态发生的位置，并对面铣刀的磨损形态进行参数化表征；阐明了三种铣刀受迫振动行为对铣刀磨损行为的影响机制，其中三种铣刀受迫振动行为分别为主轴行距振幅、振频；主轴轴向振幅、振频；主轴进给振幅、振频；分析受迫振动行为对铣刀磨损行为的影响；基于面铣刀切削加工过程中的磨损、破损理论，分析切削过程中切削速度、刀具振动以及切削力对铣刀磨损的影响，揭示出铣刀受迫振动对铣刀磨损及磨损不均匀性的影响机制；建立铣刀多齿受迫振动磨损模型，提出铣刀受迫振动磨损及不均匀磨损的预报与评判方法，判别摩擦副性质、类别；步骤三、依据上述铣刀受迫振动对铣刀磨损及磨损不均匀性的影响机制，提出了铣刀受迫振动磨损不均匀性的控制方法，揭示出铣刀受迫振动行为对铣刀磨损行为的影响，实现对面铣刀受迫振动磨损的有效控制；步骤四、根据铣刀模态分析与振动磨损实验结果，验证铣刀受迫振动磨损不均匀性控制方法的准确性，解决控制方法中的变量冲突问题，采用该控制方法，通过刀具参数、切削参数的设计，提出铣刀的设计方法，采用实验的方式验证设计方法的可行性、准确性。