高速铣刀多结构层次设计方法

摘要

高速铣刀多结构层次设计方法用于解决高速铣刀服役性能衰退和铣刀产品串行设计上存在的设计冲突和设计回路过多等问题。本发明的方法包括：(1)构建高速铣刀服役行为多结构层次模型；(2)获得高速铣刀服役行为结构层次分解方案；(3)获得高速铣刀结构参数与材料参数设计序列；(4)完成铣刀刚度矩阵、质量矩阵、刀片材料热力学特性、刀片与工件摩擦系数、铣刀材料屈服强度和铣刀材料密度等材料参数初始设计；(5)完成铣刀直径、齿数、刀齿间角和铣刀前角结构设计，并完成铣刀轴向长度及误差、副偏角和铣刀动平衡精度设计，达到安全、稳定、高效切削服役行为的铣刀设计目标。本发明用于高速铣刀多结构层次设计。

主权项

一种高速铣刀多结构层次设计方法，其特征是：该方法包括如下步骤：(1)利用已有的高速铣刀减振模型，结合铣刀服役特性分析，获取高速铣削过程中铣刀结构、材料和切削参数对铣刀服役性能影响相关数据，构建高速铣刀服役行为多结构层次模型；(2)通过高速铣刀结构域、材料域与功能域之间映射变换和有限元分析，获得高速铣刀服役行为结构层次分解方案；(3)采用公理设计参数结构合并准则和设计约束转换准则，降低高速铣刀设计耦合程度，获得高速铣刀结构参数与材料参数设计序列；(4)依照步骤(3)获得的设计序列，依次完成铣刀刚度矩阵、质量矩阵、刀片材料热力学特性、刀片与工件摩擦系数、铣刀材料屈服强度和铣刀材料密度等材料参数初始设计；(5)在步骤(4)的基础上，依次完成铣刀直径、齿数、刀齿间角和铣刀前角结构设计，并通过铣刀材料屈服强度、铣刀材料密度、刀片材料热力学特性、刀片与工件摩擦系数、铣刀刚度矩阵和质量矩阵优化，依次完成铣刀轴向长度及误差、副偏角和铣刀动平衡精度设计，达到安全、稳定、高效切削服役行为的铣刀设计目标。