[發明專利]一種定量測量鉆削刀具切削力的方法

有效

• 申請號: 201410335692.5
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104175178A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 屈植華;黃威武;羅勝;湯愛民;王社權
• 申請（專利權）人: 株洲鉆石切削刀具股份有限公司
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及金屬鉆削切削力測量方法，尤其涉及定量測量鉆削刀具切削力的方法。

背景技術

在金屬鉆削領域，麻花鉆(包括直槽鉆)廣泛應用于實孔鉆削，屬于半封閉切削，其受力狀況非常復雜。通過市場上成熟的切削力測量設備，只可以獲得切削過程中加載在主切削刃、橫刃和副切削刃上的切削力總值。當需要單獨測量麻花鉆上述三部分切削刃的切削力時，由于切削過程中各部分切削刃交互作用，不能完全剝離，無法實現直接測量各部分切削刃單獨產生的切削力值。

從可查詢的文獻和資料來看，對麻花鉆主切削刃產生的切削力的建模和仿真等理論研究較多，很少涉及到橫刃和副切削刃。加拿大Yusuf?Altintas教授在《Manufacturing?Automation——Metal?Cutting?Mechanics，Machine?Tool?Vibrations，and?CNC?Design》中指出，在對橫刃進行分析時，不能采用切削定理，而要用擠壓機理。但是，將橫刃產生的切削力近似為簡單的擠壓對精確分析鉆削力是不可靠的，橫刃的幾何關系和擠壓機理是相當復雜的，需要進行詳細的幾何建模和對各種經驗因素的實驗標定。

在實際工程測試中，尚未有實驗方法可定量測量麻花鉆主切削刃、橫刃和副切削刃上單獨產生的切削力數值。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可實現定量測量鉆削刀具各切削刃上單獨產生的切削力數值、不增加額外的成本、操作簡單、切實可行的定量測量鉆削刀具切削力的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種定量測量鉆削刀具切削力的方法，包括以下步驟：

S1：將鉆削刀具的一條主切削刃和1/2條橫刃沿軸向或徑向進行n等分，n≥3，等分點自中心軸向外依次計為：1，2……n，n+1；

S2：測量各等分點對應軸向切削深度H_n時的切削力數值；

S3：將各等分點對應軸向切削深度H_n時的切削力數值進行線性回歸分析，計算出鉆削刀具主切削刃和橫刃上單獨產生的切削力數值。

在進行步驟S3時，以切削力數值F為因變量Y，背吃刀量Ap與鉆頭半徑R的比值：Ap/R為自變量X，得線性回歸方程所述線性回歸分析方程中，所述系數為所述主切削刃單獨切削產生的切削力數值F_主切削刃；截距為鉆削刀具橫刃單獨切削產生的切削力數值F_橫刃。

還可進一步測算鉆削刀具副切削刃同時參與切削時產生的切削力數值F_副切削刃，先測量軸向切削深度H_n對應的主切削刃和橫刃的總切削力F_主切削刃+F_橫刃，再測量鉆削刀具副切削刃同時參與切削時的總切削力F_總，F_副切削刃＝F_總-(F_主切削刃+F_橫刃)。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的定量測量鉆削刀具切削力的方法，獨創性定量測量鉆削刀具主切削刃、橫刃和副切削刃上單獨產生的切削力數值，有利于鉆削刀具幾何結構設計和改進，評價各種切削力數值建模和仿真等理論分析的可靠性，提升鉆削刀具在實際應用中的切削性能；不需要專用的設備，利用市場上常用的切削力測量設備即可測量，不增加額外的成本，操作簡單，切實可行；可通過Excel等數據分析軟件以圖形的形式直觀、簡潔地顯示數據分析結果。

附圖說明

圖1為鉆削刀具的一條主切削刃和1/2條橫刃沿其徑向n等分的示意圖。

圖2為鉆削刀具切削過程中切削力測量示意圖。

圖3為本發明具體實施方式的軸向切削力隨背吃刀量Ap/R比值變化的散點圖。

圖4為本發明具體實施方式的軸向切削力隨背吃刀量Ap/R比值變化的線性回歸分析圖形顯示結果。

圖5為本發明具體實施方式的各部分切削刃上單獨產生的切削力數值。

圖6為本發明具體實施方式的各部分切削刃上單獨產生的切削力數值與總切削力的比值。

圖7為本發明定量測量鉆削刀具切削力的方法的流程圖。

圖中各標號表示：

1、柄部；2、橫刃；3、外刃；4、內刃；5、主切削刃；6、螺旋槽；7、導屑槽；8、副切削刃；9、工作部分；10、工件；11、測力儀器。

具體實施方式