[發明專利]蜂窩芯材料優化切削加工方法

有效

• 申請號: 201711369042.2
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108098031B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 符國建;陳明;顧立晨;明偉偉;邱坤賢;安慶龍
• 申請（專利權）人: 上海工具廠有限公司;上海交通大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23D79/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種蜂窩芯材料優化切削加工方法，其特征在于，通過蜂窩芯材料銑削試驗獲得蜂窩芯材料的典型加工缺陷，經分類和檢測缺陷所在位置的蜂窩壁切入角實現對缺陷的表征，然后建立切削參數和切入角之間的關系模型，即切削參數的優化條件方程和切削參數的取值空間，根據取值空間選擇切削參數從而實現蜂窩芯材料的優化切削加工；

所述的關系模型，通過統計正六邊形蜂窩芯材料的三組平行邊的在銑削中的所有缺陷的缺陷分布角及該分布角下產生的表面缺陷的數量，以缺陷分布角和數量繪制在坐標圖上，記錄缺陷集中分布的各個區域的分布角范圍，并建立三組平行邊的切入角和刀具擺角θ_r以及刀具擺角和切削寬度w之間的幾何函數關系，根據缺陷分布區域的下限值θ₁及上限值θ₂和刀具擺角下限θ_r1以及上限θ_r2建立得到；

所述的關系模型具體包括：

其中：l為蜂窩壁邊長，wⁱ為切削寬度，θⁱ為切入角，θ_r為刀具擺角，為缺陷分布角下限值，為缺陷分布角上限值，D_t為刀具直徑，i＝1、2、3；

所述的選擇切削參數是指：通過關系模型得到切削寬度wⁱ的三個取值區間取這三個取值空間的交集作為最終選擇的切削寬度w的取值區間(w₁，w₂)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的分類，包括：撕裂毛刺、壁撕裂、壁凹陷、芯格變形的缺陷分類。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的分類中，撕裂毛刺發生在單層蜂窩壁上，要求撕裂產生的方向與已加工表面方向的夾角小于30°，在切削力的作用下，撕裂持續擴展，形成的窄而長的條狀毛刺，一直到下一個蜂窩芯格節點為止；壁撕裂由蜂窩壁在刀尖的切削過程中產生的裂紋，然后在切削力作用下擴展形成的，該缺陷初期產生的裂紋方向與加工表面的方向呈超過45°的方向，向下深入蜂窩壁，形成壁撕裂缺陷；壁凹陷缺陷是刀具刃尖作用在蜂窩壁上使蜂窩壁發生的局部塑形變形，尚未產生撕裂或者裂紋，從而形壁凹陷缺陷；芯格變形銑削過程中某個方向的整體作用力超過了臨近蜂窩芯格節點的產生塑性鉸的臨界力，導致的節點塑形變形，使組成節點的三條蜂窩壁不再保持120°的夾角，成為芯格變形缺陷。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的缺陷分布角是指：每個缺陷所在位置的蜂窩壁方向與該位置切削速度方向的夾角，也即是該位置的蜂窩壁切入角。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的缺陷的表征，即通過圖像處理獲得缺陷分布角，并輔以蜂窩芯切削加工中的缺陷類型進行表征，即首先獲得缺陷表面的平面照片，然后按比例繪制刀具外圓輪廓，將其移動到缺陷所在位置，繪制缺陷產生點處的切線，也即切削速度方向，該切線與蜂窩壁方向的夾角確定為缺陷分布角。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的選擇切削參數為其中：l為蜂窩壁邊長，w為切削寬度。