[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳纖維復(fù)合材料的多刃銑削去除率計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710181742.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106934172B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王福吉;王東;馬建偉;張博宇;殷俊偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 21200 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心
• 代理人: 關(guān)慧貞

1.一種碳纖維復(fù)合材料多刃銑削去除率計(jì)算方法，其特征是，計(jì)算方法根據(jù)多刃銑刀的幾何特征和銑削過(guò)程刀具的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，先利用光學(xué)顯微鏡測(cè)量多刃銑刀的幾何形貌，獲取多刃銑刀的幾何特征；再通過(guò)選定銑削過(guò)程中各種加工用量，給出刀具順銑、逆銑切出材料時(shí)的刀齒旋轉(zhuǎn)角計(jì)算公式，計(jì)算出刀具單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率；準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)該類(lèi)刀具材料去除率的計(jì)算；計(jì)算方法的具體步驟如下：

步驟一：利用光學(xué)顯微鏡測(cè)量多刃銑刀的幾何形貌，獲取多刃銑刀的幾何特征；

測(cè)量多刃銑刀的單元切削刃刃長(zhǎng)ΔS，單元切削刃之間的距離ΔT，刀齒螺旋角β，刀齒升角γ，刀具齒數(shù)m，銑刀直徑d；

步驟二：設(shè)定銑削過(guò)程中徑向切深a_e，設(shè)Φ_st為切入角，表示刀具切入材料時(shí)的刀齒旋轉(zhuǎn)角；Φ_ex為切出角，表示刀具切出材料時(shí)的刀齒旋轉(zhuǎn)角；切入角和切出角表征了刀具與工件相接觸的角度范圍；

若銑削過(guò)程為順銑，則有：

若銑削過(guò)程為逆銑，則有：

記Φ為刀齒在任意位置時(shí)對(duì)應(yīng)的刀齒旋轉(zhuǎn)角；

步驟三：設(shè)定銑削過(guò)程中的每齒進(jìn)給量f_z，計(jì)算銑削過(guò)程中的瞬時(shí)切削厚度h_D(Φ)；

銑削過(guò)程中每一瞬時(shí)切削厚度不等，刀齒在點(diǎn)A處為臨界位置，在A(yíng)點(diǎn)兩側(cè)的兩個(gè)區(qū)域的瞬時(shí)切削厚度隨刀齒旋轉(zhuǎn)角Φ變化的規(guī)律不同，因此以A為臨界點(diǎn)，分別對(duì)兩種情況進(jìn)行解析；

記為max(Φ_st，Φ_ex)，則順銑中表示切入角，逆銑中表示切出角，由幾何關(guān)系，得：

步驟四：設(shè)定銑削過(guò)程的軸向切深a_p，計(jì)算每個(gè)刀齒在切深范圍內(nèi)沿軸向方向的瞬時(shí)切深d_zj，由三角關(guān)系可得：

d_zj＝d_sj·cosβ (5)

記j＝0,1,…,m-1為刀齒序號(hào)，由于每個(gè)刀齒上的微刃之間存在空隙，需要計(jì)算每個(gè)刀齒上實(shí)際參與切削的切削刃的長(zhǎng)度d_sj，可表示為：

其中floor為向下取整函數(shù)，mod為取余函數(shù)；

步驟五：計(jì)算每個(gè)刀齒的瞬時(shí)切削面積A_j；

切削面積A_j等于瞬時(shí)切削厚度乘以每個(gè)刀齒沿軸向方向的瞬時(shí)切深，即：

A_j＝h_D(Φ)·d_zj (7)

在刀具旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每個(gè)刀齒只在接觸工件時(shí)才參與切削，因此只需對(duì)切削弧長(zhǎng)內(nèi)的瞬時(shí)切削面積進(jìn)行積分，即可得到每個(gè)刀齒去除材料的體積V_j；

于是：

步驟六：選定銑削過(guò)程的主軸轉(zhuǎn)速N，計(jì)算刀具單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率Q：

通過(guò)上述步驟完成計(jì)算刀具單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率計(jì)算。