[發明專利]一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀及設計方法

在審

• 申請號: 201810828082.7
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108723454A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 王奔;張凡;單寶峰;王明海;鄭耀輝
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B23C5/10
• 分類號: B23C5/10;G05B19/4097
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀，其特征在于，包括：刀柄和加工部分組成，所述加工部包括精加工段、擴孔加工段以及粗加工段；

刀柄與精加工段相連接，精加工段與擴孔加工段相連接，擴孔加工段與粗加工段相連接；

刀柄直徑與精加工段直徑相等，精加工段為圓柱體，擴孔加工段為圓錐臺，圓錐臺大徑端與精加工段連接處直徑相等，圓錐臺小徑端與粗加工段連接處直徑相等，粗加工段為圓柱體。

2.根據權利要求1所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀，其特征在于：精加工段直徑為粗加工段直徑與2倍的刀具變形量之和，長度為加工深度的1.2～1.6倍。

3.根據權利要求1所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀，其特征在于：粗加工段直徑為初步選定加工銑刀刀具的直徑，長度為加工深度的1.2～1.6倍。

4.一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀的設計方法，采用權利要求1所述的一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選定被加工材料，確定加工孔徑大小和加工深度，按照常規方法初步選定加工銑刀刀具，設定加工參數；

步驟2：建立初步選定銑刀刀具的三維模型；

步驟3：在設定的加工參數下進行螺旋銑削試驗，使用測力儀測試出銑刀刀具銑削時受到的徑向力大小，記錄每次平穩切削時徑向力大小；

步驟4：計算平穩切削時徑向力的平均值；

步驟5：將建立的銑刀刀具三維模型導入有限元仿真軟件中，在該仿真軟件中設定刀具材料屬性，將計算得到的徑向力平均值施加在銑刀刀具上，進行靜力分析，得到銑刀刀具變形量；

步驟6：根據銑刀刀具變形量設計銑刀刀具，銑刀刀具由加工部分和刀柄組成，所述加工部分為粗加工段、擴孔加工段以及精加工段；從刀尖開始至刀柄依次為粗加工段、擴孔加工段、精加工段，其中粗加工段為圓柱體，直徑為初步選定加工銑刀刀具的直徑，長度為加工深度的1.2～1.6倍；精加工段為圓柱體，精加工段直徑為粗加工段直徑與2倍的刀具變形量之和，長度為加工深度的1.2～1.6倍；擴孔加工段為圓錐臺，其中，圓錐臺小徑端與粗加工段連接處直徑相等，圓錐臺大徑端與精加工段連接處直徑相等，長度為加工深度的1～1.4倍；刀柄直徑與精加工段直徑相等；

步驟7：使用設計銑刀刀具進行螺旋銑削試驗，檢查試驗所得孔徑是否滿足精度要求；若不能滿足精度要求，則以設計銑刀刀具作為被測試對象，進行螺旋銑削試驗，回到步驟3重新試驗，直到螺旋銑削試驗所得的孔徑滿足精度要求，銑刀設計完畢。

5.根據權利要求4所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀的設計方法，其特征在于，步驟1中所述設定加工參數包括刀具自轉轉速、刀具公轉轉速、刀具軸線與孔軸線偏心距和螺距。

6.根據權利要求4所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀的設計方法，其特征在于，在設定的加工參數下進行螺旋銑削試驗，測試次數大于等于5次。

7.根據權利要求4所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀的設計方法，其特征在于，步驟2中所述建立初步選定銑刀的三維模型使用軟件UG或者SolidWorks。

8.根據權利要求4所述一種提高螺旋銑削加工精度的銑刀的設計方法，其特征在于，步驟5中所述有限元仿真軟件為Abaqus。