[發(fā)明專利]一種切削刀具與高溫合金組合加工時的切削參數(shù)確定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410162891.0
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103927450A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝兆朋;趙燦;王學(xué)惠;劉玉波
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江科技大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06F17/50
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標(biāo)事務(wù)所 44241
• 代理人: 曲家彬

1.一種切削刀具與高溫合金組合加工時的切削參數(shù)確定方法，該方法基于F.T.Bowden和D.Tabor建立的粘著磨損理論刀具模型中的Archard模型，通過建立該切削刀具與高溫合金組合加工時后刀面的磨損模型，同時借助切削試驗數(shù)據(jù)，確定切削高溫合金時工件材料與切削刀具磨損面有最小粘著磨損時的切削溫度，依據(jù)磨損模型獲得的切削溫度建立不同切削速度與切削進(jìn)給量的對應(yīng)關(guān)系，確定切削速度與切削進(jìn)給量，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：基于粘著磨損理論刀具模型中的Archard模型，根據(jù)刀具切削高溫合金工件過程中刀具、工件的幾何關(guān)系，在Δt時間間隔內(nèi)，粘結(jié)磨損變化量dW為據(jù)此建立切削高溫合金刀具后刀面的磨損模型步驟二：根據(jù)刀具后刀面磨損模型，確定在使刀具切削高溫合金工件粘著磨損量最小時，刀具磨損表面法向壓力與切削溫度的關(guān)系：P＝f(θ)；

步驟三：確定高溫合金工件的屈服強(qiáng)度與切削溫度的關(guān)系σ_s＝f(θ)；

步驟四：在取極小值即時，可得刀具后刀面粘著磨損量最小時對應(yīng)的切削溫度θ；

步驟五：在刀具后刀面粘著磨損量最小即切削溫度為θ時，在給定切削深度a_p的情況下，試驗在不同進(jìn)給量f時所對應(yīng)的切削速度，借助最小二乘法得到當(dāng)切削溫度為θ時切削速度與進(jìn)給量之間的關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種切削刀具與高溫合金組合加工時的切削參數(shù)確定方法，其特征在于，所述步驟一中建立切削高溫合金刀具后刀面的磨損模型的具體步驟是：

步驟①：Archard模型為W=kPL3σs---(1)]]>

其中，W代表刀具后刀面的磨損量，k代表刀具后刀面的磨損系數(shù)，P代表法向載荷，L代表滑動距離，σ_s代表待加工材料的屈服強(qiáng)度；

則單位切削長度的粘著磨損量為：

dWdL=kP3σS---(2)]]>

由于切削長度是切削速度與時間的乘積：

dL＝v_cdt????(3)

因此

dWdt=kPvc3σS---(4)]]>

步驟②：在Δt時間間隔內(nèi)，粘著磨損變化量dW可以表示為：

dW=bD(h0+dh02)h---(5)]]>

式(5)中b_D代表切削寬度(mm)，γ₀代表刀具前角，h代表磨損厚度，h₀代表磨損寬度；

由于

h=dh0(ctgα0-tanγ0)---(6)]]>

式(6)中α₀代表刀具后角；

因此

dW=bDdh0(ctgα0-tanγ0)(h0+dh02)---(7)]]>

近似得到

dW=bDh0dh0(ctgα0-tanγ0)---(8)]]>

因此：

dWdt=1(ctgα0-tanγ0)bDh0dh0dt---(9)]]>

由于其中a_p為切削深度，κ_r為刀具主偏角，可得：

dWdt=1(ctgα0-tanγ0)apsinκrh0dh0dt---(11)]]>

當(dāng)給定刀具角度與切削深度時，可得：

dWdt=k2h0dh0dt---(11)]]>

刀具一定時k₂為常數(shù),k2=tanα0(1-tanα0tanγ0)sinκr---(12)]]>

步驟③：將公式(4)帶入到公式(11)得到

k2h0dh0dt=kvc3σS---(13)]]>

即h0dh0=kPvcdt3σSk2---(14)]]>

步驟④：對上式進(jìn)行積分，得到∫h0dh0=∫kPvcdt3σSk2---(15)]]>

得到h022=kPvct3k2σs+C0---(16)]]>

由于在時間t＝0時，h₀＝0，得到C₀＝0，因此得到

h0=(2kPvct3k2σs)12---(17)]]>

公式(17)為切削高溫合金刀具后刀面的磨損模型。