[發(fā)明專(zhuān)利]棱邊毛刺去除的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011069609.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112207292B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明;馬錚;安慶龍;蔡曉江;明偉偉;周如好
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23B5/00
• 分類(lèi)號(hào): B23B5/00;G06F30/17
• 代理公司: 上海交達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種棱邊毛刺去除的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，選取單晶金剛石刀具作為刃口材料并確定刀具前后刀面的最佳晶面，建立磨削微細(xì)毛刺尺寸預(yù)測(cè)模型和毛刺去除臨界切削厚度模型，計(jì)算得到基于精度和強(qiáng)度的刃口鈍圓半徑設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)金剛石刀具刃口的優(yōu)化；

所述的基于精度和強(qiáng)度的刃口鈍圓半徑設(shè)計(jì)方案，包括：基于精度的刃口鈍圓半徑設(shè)計(jì)和基于強(qiáng)度的刃口鈍圓半徑優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體通過(guò)以下方式得到：根據(jù)毛刺去除臨界切削厚度模型和刀具設(shè)計(jì)參數(shù)，在毛刺有效去除要求下進(jìn)行幾何關(guān)系計(jì)算，得到滿(mǎn)足精度要求的刃口鈍圓半徑設(shè)計(jì)方案；然后模擬產(chǎn)線(xiàn)上棱邊磨削毛刺在線(xiàn)車(chē)削去除工況，對(duì)型譜化的棱邊毛刺進(jìn)行車(chē)削試驗(yàn)、測(cè)量棱邊完整性、切削力、加工時(shí)間和刀具磨損參數(shù)，建立毛刺模型、刃口鈍圓尺寸和毛刺去除成果之間的適配規(guī)律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述的最佳晶面通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，具體為：在其他加工條件相同的情況下采用不同的單晶金剛石晶面作為刀面，測(cè)量不同晶面下毛刺去除的質(zhì)量和切削力，并利用有限元仿真毛刺去除工況進(jìn)行輔助分析，選取最佳晶面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述的建立磨削微細(xì)毛刺尺寸預(yù)測(cè)模型是指：采用白光共焦位移傳感器對(duì)棱邊進(jìn)行在位掃面檢測(cè)以得到毛刺形態(tài)信息，并根據(jù)測(cè)量方法確立磨削加工參數(shù)和磨削產(chǎn)生的微細(xì)毛刺形態(tài)之間的關(guān)系，建立模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述的磨削微細(xì)毛刺尺寸預(yù)測(cè)模型為：其中：t為毛刺高度，α₀為初始負(fù)剪切角，dα為剪切角變化量，為砂輪磨粒平均間距，σ^*為單位磨削力常數(shù)，ε為單位磨削力指數(shù)，V_W為工件運(yùn)動(dòng)速度，V_S為砂輪運(yùn)動(dòng)速度，a_g為磨削深度，l_s為砂輪與工件的接觸長(zhǎng)度，τ_y為剪切屈服極限應(yīng)力，σ_y為材料屈服應(yīng)力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述的建立毛刺去除臨界切削厚度模型是指：根據(jù)磨削微細(xì)毛刺預(yù)測(cè)模型，由理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩種方式綜合確定毛刺去除臨界切削厚度參考指標(biāo)，為后續(xù)刃口鈍圓半徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)；

所述的毛刺去除臨界切削厚度參考指標(biāo)是指：刀具的有效切削量小于毛刺去除臨界切削厚度時(shí)，毛刺以車(chē)削的方式被有效去除。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的金剛石刀具刃口優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述的毛刺去除臨界切削厚度模型為：其中：h₀為毛刺去除臨界切削厚度，μ為摩擦系數(shù)，F(xiàn)_x為刀具在平行于切削方向受力，F(xiàn)_y為在垂直于切削方向受力，ρ為刃口鈍圓半徑，θ為正壓力與垂直線(xiàn)夾角。