[發明專利]確定銑刀的每齒切削厚度及優化銑刀的切削參數的方法

有效

• 申請號: 201710016784.0
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN108284351B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 周洪福;王玉剛;陳雷;袁立強;周麗援
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒（青州）有限公司
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;G06F30/17
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 萬柳軍;吳鵬

本發明涉及確定銑刀的每齒切削厚度及優化銑刀的切削參數的方法，銑刀從工件上沿圓(弧)形的切削路徑切除完整或部分圓環形的材料，包括以下步驟：分別以圓環形的內外徑為直徑繪制出同心的圓(弧)形的內、外廓線；繪制出銑刀主軸線沿切削路徑走過的呈圓(弧)形的主軸線軌跡；繪制出與銑刀主軸線在每齒切削過程中沿主軸線軌跡轉過的角度對應的夾角，上述三個步驟能以任意順序依次或同時進行且內外廓線的圓心、主軸線軌跡的圓心和夾角的頂點重合；分別以夾角的兩條邊與主軸線軌跡的兩個交點為圓心并以銑刀的最大切削直徑為直徑繪制出呈圓(弧)形的第一和第二曲線；測量由內外廓線及第一和第二曲線共同圍成的圖形的厚度作為銑刀的每齒切削厚度。

技術領域

本發明涉及機加工領域，具體為一種確定銑刀的每齒切削厚度的方法，所述銑刀從工件上沿圓形或圓弧形的切削路徑切除總體上呈完整或部分圓環形的材料。本發明還涉及一種利用所確定的每齒切削厚度來優化所述銑刀的切削參數的方法。

背景技術

在對工件進行機加工的過程中，例如在加工中心上執行數控加工程序時，需要設定刀具的切削參數，例如刀具的轉速和切削進給速度，并結合其它的已知條件(例如工件尺寸、刀具切削有效直徑等)計算出刀具切削的線速度和刀具的每齒(即，每個切削刃)切削厚度，然后審核刀具的線速度和每齒切削厚度是否滿足刀具安全工作條件，由此判斷刀具的切削參數是否合理，若不合理則進行重新設定，以最終達到參數優化，從而確保刀具工作安全，提高加工效率，以及延長刀具壽命。

在上述過程中，刀具切削的線速度容易用數學公式計算出來，而對于鏜孔、鉆孔、銑平面等工序的每齒切削厚度也容易用數學公式計算出來。然而，對于銑內孔、銑外圓、銑倒角等工序，用數學公式計算每齒切削厚度是非常麻煩的，在編制數控加工程序時，編程工程師往往不愿計算，只是估計一個參數。但是，估計的每齒切削厚度往往與理想參數差別較大，這使得難以精確地審核和判斷刀具的切削參數是否合理，并最終不利地影響刀具的工作性能和加工效率。

本發明旨在解決現有技術中存在的上述及其它問題。

發明內容

一方面，本發明提供了一種確定銑刀的每齒切削厚度的方法，所述銑刀從工件上沿圓形或圓弧形的切削路徑切除總體上呈完整或部分圓環形的材料，所述方法包括以下步驟：(a)分別以所述圓環形的內徑和外徑為直徑繪制出形狀為同心的圓形或圓弧形的內廓線和外廓線；(b)繪制出所述銑刀的主軸線沿所述切削路徑走過的呈圓形或圓弧形的主軸線軌跡；(c)繪制出與所述銑刀的主軸線在每齒切削過程中沿所述主軸線軌跡轉過的角度A對應的夾角，其中，所述步驟(a)、(b)和(c)能夠以任意順序依次進行或同時進行，并且所述內廓線和外廓線的圓心、所述主軸線軌跡的圓心和所述夾角的頂點這三者重合；(d)分別以所述夾角的兩條邊與所述主軸線軌跡的兩個交點為圓心并以所述銑刀參與切削的最大直徑為直徑繪制出呈圓形或圓弧形的第一曲線和第二曲線；以及(e)測量由所述內廓線、所述外廓線、所述第一曲線和所述第二曲線共同圍成的圖形的厚度作為所述銑刀的每齒切削厚度。

另一方面，本發明提供了一種優化銑刀的切削參數的方法，所述銑刀從工件上沿圓形或圓弧形的切削路徑切除總體上呈完整或部分圓環形的材料，所述方法包括以下步驟：(i)給定所述銑刀沿所述切削路徑的移動速度F和所述銑刀圍繞其主軸線的轉速n；(ii)利用如上所述的方法來確定所述銑刀的每齒切削厚度；(iii)基于在所述步驟(ii)中確定的每齒切削厚度來判定在所述步驟(i)中給定的所述移動速度F和所述轉速n是否合適，其中，在所述步驟(iii)的判定結果為不合適的情況下在所述步驟(i)中給定新的所述移動速度F和/或新的所述轉速n并重復執行所述步驟(ii)和(iii)，而在所述步驟(iii)的判定結果為合適的情況下將所述步驟(i)中給定的所述移動速度F和所述轉速n設定為優化的切削參數。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的銑刀切削操作的側視示意圖。

圖2示出了一種示例性的用于審核銑刀切削參數的圖表。