[發明專利]高速銑刀服役性能關聯分析方法

無效

• 申請號: 201010032470.8
• 申請日: 2010-01-14
• 公開（公告）號: CN102128759A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 姜彬;鄭敏利
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種高速銑刀及切削性能評價方法，具體涉及高速銑刀服役行為特征模型及其灰色關聯分析方法。

背景技術：

高速銑刀服役行為是銑刀材料、結構設計和切削性能研究的制高點，不僅能夠綜合反映銑刀在高速切削過程中的狀態和表現，而且能夠較全面地反映出銑刀產品經濟和社會滿意度，是檢驗高速銑刀產品能否滿足關鍵零部件高效、高精度切削加工需求的最終判據。

目前，由于尚無全面綜合考慮多特征量對高速銑削加工過程影響的分析方法，在評價高速銑刀服役行為的數據完整性和清晰度方面存在諸多問題，限制了高速銑刀產品開發和應用。

發明內容：

本發明的目的是提供一種高速銑刀服役行為特征模型構建與灰色關聯分析方法，解決小樣本、貧信息導致高速銑刀服役行為性影響因素和評價指標不確定性問題。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

高速銑刀服役性能關聯分析方法，該方法包括如下步驟：

A、建立高速銑刀安全性判據，通過試驗建立銑刀直徑、齒數、刀齒分布及其交互作用對高速銑削安全穩定性分析，得到影響規律曲線；銑刀強度失效轉速隨直徑和齒數增大而下降，在直徑和齒數交互作用下，一階模態固有頻率存在較大差異，是對銑刀安全穩定切削性能產生較大影響參數；

B、建立滿足加工效率和加工表面質量要求的高速銑刀服役行為特征模型；

C、通過高速銑刀服役性能灰色綜合關聯度分析，進行高速銑刀服役性能定量分析與評價。

一種上述的方法設計的銑刀，其組成包括：刀柄和鑲在上面的刀齒，所述的刀齒為多齒，所述的刀齒之間呈不均勻分布，所述的銑刀直徑為80mm以上，所述的多齒是5齒以上。

有益效果：

1.本發明提出一種表征銑刀結構參數及其交互作用對高速銑削安全穩定性影響的分析方法，解決了信息貧乏和不完整導致銑刀安全穩定性影響因素、評價指標不確定性問題，實現了高速銑刀設計和應用中服役性能定量分析與評價。

2.本發明采用灰色關聯分析方法，建立高速銑刀服役行為特征模型，獲得銑刀直徑、齒數、刀齒分布及其交互作用對高速銑削安全穩定性影響規律，解決小樣本、貧信息導致高速銑削安全穩定性影響因素和評價指標不確定性問題。

附圖說明：

附圖1是銑刀應力場分析曲線，圖中，C1為直徑50mm銑刀(4齒均布)最大剪應力曲線，C2為直徑63mm銑刀(5齒均布)最大剪應力曲線，C3為直徑80mm銑刀(5齒均布)最大剪應力曲線，C4為銑刀組件材料剪強度曲線。

附圖2是銑刀模態分析結果，圖中D₁為直徑50mm銑刀固有頻率，D₂為直徑63mm銑刀固有頻率，D₃為直徑80mm銑刀固有頻率。

附圖3是高速銑刀應力場分析曲線，圖中C5為直徑50mm銑刀(刀齒均布)最大剪應力曲線，C6為直徑50mm銑刀(刀齒不均勻分布)最大剪應力曲線，C7為直徑63mm銑刀(刀齒均布)最大剪應力曲線，C8為直徑63mm銑刀(刀齒不均勻分布)最大剪應力曲線，C9為銑刀組件材料剪強度曲線。

附圖4是刀齒分布對高速銑刀固有頻率的影響圖，圖中A為相鄰齒距差為2°銑刀固有頻率，B為相鄰齒距差為3°銑刀固有頻率，C為相鄰齒距差為4°銑刀固有頻率，D為相鄰齒距差為5°銑刀固有頻率。

具體實施方式：

實施例1：

高速銑刀服役性能關聯分析方法，該方法包括如下步驟：

1.建立高速銑刀安全性判據：

高速銑刀是由刀體、緊固螺釘、刀片等組件構成的一個串聯系統。高速銑削過程中，過大離心力與動態切削力導致銑刀結構性超載，并引起振動時，高速銑刀可能會因刀體、刀片和螺釘等組件的變形、斷裂或共振而失效，則銑刀安全性判據為：

n≤n_f1/1.6，n≥n_f2·k_g或n≤n_f2/k_g??????????????????????(1)

n_f1＝min(n₁，n₂，n₃，...，n_i)，n_f2≈60f_gi/k_z???????????(2)