[發(fā)明專利]球頭刀變刀軸方向控制刀具磨損的多軸加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710322625.3
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107160239B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅明;張定華;羅歡;張仲熙
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23Q15/007
• 分類號: B23Q15/007;B23Q15/08
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種球頭刀變刀軸方向控制刀具磨損的多軸加工方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、建立球頭刀與工件接觸區(qū)域和刀軸方向之間的關(guān)系，確定給定的切削深度和刀軸方向下，球頭刀參與切削的切削刃長度；

第二步、根據(jù)刀具磨損速率確定每一個刀具傾角對應(yīng)的切削刃的壽命，計算每把刀所能加工曲面的最長軌跡；對于球頭刀球頭部分的刀刃，在相同的主軸轉(zhuǎn)速下，切削刃不同區(qū)域的切削速度不同，即刀尖處切削速度為零，沿刀刃方向逐步增大，到圓柱刀刃處達到最大，切削速度V_g表達為：

其中，n為主軸轉(zhuǎn)速，r為刀具半徑，g表示切削刃到刀尖的軸向距離；

針對特定的刀具和工件，刀具使用壽命T_t表示為：

其中，V為切削速度，f_z為每齒進給率，C_t,p和q為給定材料的刀具和工件的常數(shù)；

采用公式(3)計算刀具磨損率v_VB；

根據(jù)公式(3)計算出球頭刀上不同切削刃位置的最大切削長度l_max，如公式(4)所示，其中，Z表示刀齒數(shù)量；

l＝nZf_zT_t (4)

得到球頭刀所有部分都參加切削時的最大切削長度L_max，如公式(5)所示：

其中，m_c表示刀軸總的變換次數(shù)；

第三步、通過第二步計算所得到的切削刃壽命，計算實際加工中刀軸方向變化點，并計算一把刀具加工曲面的數(shù)量；在實際加工時，根據(jù)第二步公式(3)計算每個刀軸方向?qū)?yīng)的切削軌跡的長度，確定每個加工區(qū)域的刀軸方向，進而確定刀軸的變化點；根據(jù)待加工區(qū)域確定球頭刀加工的刀具軌跡以及公式(5)計算球頭刀所能切削的最長軌跡；在規(guī)劃球頭刀加工的刀具軌跡時，采用等殘留高度或等參數(shù)線法規(guī)劃切觸點軌跡，并計算出切削軌跡的總長度l_tp；由此，一把刀具可以加工的曲面數(shù)量的計算方法如公式(6)所示：

刀具與被加工表面法線方向的夾角為10°～80°。