[發(fā)明專利]一種基于模壓高硅氧銑磨的切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010323670.2 | 申請(qǐng)日： | 2020-04-22 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111666650B | 公開（公告）日： | 2023-08-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張翀;凌麗;葉正茂;王琦;袁松梅 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 航天材料及工藝研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 |
| 主分類號(hào)： | G06F30/20 | 分類號(hào)： | G06F30/20;G06F119/14 |
| 代理公司： | 中國(guó)航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 龐靜 |
| 地址： | 100076 *** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 模壓 高硅氧銑磨 切削 參數(shù) 刀具 匹配 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種基于模壓高硅氧銑磨的切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配方法，步驟一，根據(jù)金剛石磨粒的粒度、濃度以及切削參數(shù)、刀具參數(shù)建立單顆金剛石磨粒的最大壓入深度模型；步驟二，基于最大壓入深度模型結(jié)合刀具參數(shù)，分別建立切削抗力和進(jìn)給抗力的理論模型；步驟三，基于最大壓入深度模型，建立切屑體積模型；步驟四，建立刀具的容屑空間模型；步驟五，通過比較刀具容屑空間模型和切屑體積模型，判定切削參數(shù)與刀具參數(shù)是否匹配，若匹配則確定切削參數(shù)和刀具參數(shù)；否則，調(diào)整刀具參數(shù)/切削參數(shù)，從步驟一開始執(zhí)行，直至二者匹配。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于模壓高硅氧銑磨的切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配優(yōu)化算法，屬于復(fù)合材料切削技術(shù)領(lǐng)域，主要用于金剛石磨粒刀具銑磨防熱復(fù)合材料的力學(xué)仿真及刀具選用參數(shù)推薦，可有效提升材料去除率并降低因切削參數(shù)選用與刀具選用不匹配造成的加工效率低、刀具易堵塞、加工質(zhì)量差等問題。
背景技術(shù)
模壓高硅氧復(fù)合材料普遍采用金剛石磨粒刀具銑磨方式加工。金剛石磨粒刀具銑磨具有良好的經(jīng)濟(jì)性，但現(xiàn)有刀具易堵塞，切削參數(shù)與刀具參數(shù)不匹配，嚴(yán)重制約著產(chǎn)品加工效率的提高。造成金剛石磨粒刀具堵塞的直接原因是切屑體積大于刀具的容屑空間，大量切屑堆積在金剛石磨粒之間，造成刀具失效。切屑體積是由材料性能和切削參數(shù)共同決定的，在切削材料確定后，切屑大小主要受切削參數(shù)的影響。刀具的容屑空間是相鄰磨粒之間的空間大小，由磨粒的粒度、濃度、出露高度共同決定。由此可以看出，造成金剛石磨粒刀具堵塞的根本原因是切削參數(shù)和刀具參數(shù)的不匹配。也就是說，提高金剛石磨粒刀具加工效率、刀具壽命和加工質(zhì)量的核心，是探尋切削參數(shù)與刀具參數(shù)之間的關(guān)系，建立切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配優(yōu)化算法，同時(shí)優(yōu)化加工刀具及切削參數(shù)，實(shí)現(xiàn)模壓高硅氧復(fù)合材料的高效高質(zhì)加工。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于模壓高硅氧銑磨的切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配優(yōu)化方法，該切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配優(yōu)化算法能夠解決模壓高硅氧復(fù)合材料在銑磨加工時(shí)的刀具參數(shù)與切削參數(shù)適配問題。
本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：一種基于模壓高硅氧銑磨的切削參數(shù)與刀具參數(shù)匹配方法，包含以下步驟：
步驟一，根據(jù)金剛石磨粒的粒度、濃度以及切削參數(shù)、刀具參數(shù)建立單顆金剛石磨粒的最大壓入深度模型；
步驟二，基于最大壓入深度模型結(jié)合刀具參數(shù)，分別建立切削抗力和進(jìn)給抗力的理論模型；
步驟三，基于最大壓入深度模型，建立切屑體積模型；
步驟四，建立刀具的容屑空間模型；
步驟五，通過比較刀具容屑空間模型和切屑體積模型，判定切削參數(shù)與刀具參數(shù)是否匹配，若匹配則確定切削參數(shù)和刀具參數(shù)；否則，調(diào)整刀具參數(shù)/切削參數(shù)，從步驟一開始執(zhí)行，直至二者匹配。
優(yōu)選的，步驟一中所述的最大壓入深度模型表達(dá)式如下：
其中，ae表示切削寬度，fr表示進(jìn)給速度，Sa代表金剛石磨粒的粒度，Cα表示金剛石磨粒濃度，D表示刀具直徑，S表示主軸轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選的，步驟二中所述的切削抗力和進(jìn)給抗力理論模型如下：
Fx＝k1·Nα·w2·σb
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