[發明專利]一種鋁合金粗加工刀具設計方法

有效

• 申請號: 201410607467.2
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN105631072B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 孟鶴;張勃;劉凱;袁峰;吳惠惠;宋雷雷;朱偉
• 申請（專利權）人: 南京中車浦鎮城軌車輛有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種鋁合金粗加工刀具設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在軟件Third Wave AdvantEdge中建立二維銑刀數字化模型，將其幾何尺寸與實際加工中的幾何參數進行等效；

步驟二：選定一組前角、后角及刃口鈍圓半徑參數作為基本參照組，依次考察不同的刃口鈍圓半徑、前角和后角對于硬質合金銑刀銑削加工中的溫度、切削力和彈性應變參數的影響，確定刀具的刃口鈍圓半徑、前角和后角的大小；具體操作步驟如下：

1）固定刀具的前角和后角，考察不同的刃口鈍圓半徑對于硬質合金銑刀銑削加工中的溫度、切削力和彈性應變參數的影響情況，以確定刀具刃口鈍圓半徑，具體為：

考慮隨著刀具刃口鈍圓半徑的增加，切削溫度、彈性應變、X方向及Y方向的切削力和力矩均明顯增加、刀具刃口鈍圓半徑會影響刀具的鋒利程度，根據實際需要確定刀具刃口鈍圓半徑；

2）固定刀具刃口鈍圓半徑和后角，考察不同的前角對于硬質合金銑刀銑削加工中的溫度、切削力和彈性應變參數的影響情況，以確定刀具的前角大小；具體為：

考慮隨著刀具前角增加，刀具鋒利程度增加，切削力、扭矩、切削功率減小，根據實際需要確定刀具的前角大小；

3）固定刀具刃口鈍圓半徑和前角，考察不同的后角對于硬質合金銑刀銑削加工中的溫度、切削力和彈性應變參數的影響情況，以確定刀具的后角大小；具體為：

考慮后角影響后刀面與加工表面之間的摩擦、加工工件表面完整性、刀具耐用度及刃口強度以及鋁合金加工后易產生回彈，在不影響刃口強度和加工精度的條件下，根據實際需要確定刀具的后角大小；

步驟三：基于二維仿真優化的刀具參數，建立三維仿真模型分析螺旋角對硬質合金銑刀在切削中的溫度、應變、切削力和功率的影響，綜合螺旋角對溫度、應變、功率以及切削力的影響選定刀具的螺旋角；具體為：

考慮隨著刀具螺旋角增大，刀具和加工工件的最高溫度明顯降低，最大塑性應變沒有變化，切削功率有所降低，Z向的切削力有所上升，在滿足加工溫度及切削力實際要求的情況下，根據實際需要確定刀具的螺旋角。

2.根據權利要求1所述的一種鋁合金粗加工刀具設計方法，其特征在于，所述螺旋角的取值范圍是：20°~40°。

3.根據權利要求1所述的一種鋁合金粗加工刀具設計方法，其特征在于，所述刃口鈍圓半徑的取值范圍是：0.001mm~0.04mm。

4.根據權利要求1所述的一種鋁合金粗加工刀具設計方法，其特征在于，所述前角的取值范圍是：5°~25°。

5.根據權利要求1所述的一種鋁合金粗加工刀具設計方法，其特征在于，所述后角的取值范圍是：10°~20°。