[發(fā)明專利]一種多工藝參數(shù)條件下沿直線切削的殘余高度預測方法

有效

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113042823B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 冀世軍;田豪霞;趙繼;霍浩東;賀秋偉;代漢達
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23D79/00
• 分類號: B23D79/00;B23Q17/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了一種在零件加工控制方法中考慮后刀面為錐面的刀具刀尖鈍圓半徑的多工藝參數(shù)下超聲橢圓振動零件加工表面殘余高度預測方法。考慮了刀尖鈍圓半徑對最終表面粗糙度的影響，當加工所用為前刀面是圓形，后刀面是錐面的刀具時，研究了復合切削工藝參數(shù)、超聲振動參數(shù)、刀具幾何形狀參數(shù)等對超聲輔助振動切削技術中殘留高度的影響，并通過相關計算得出了在不同加工情況下表面殘留高度，這對超聲橢圓振動切削的研究非常有利。

技術領域

本發(fā)明屬于機械制造技術領域，具體涉及在零件加工控制方法中考慮后刀面為錐面的刀具，其具有較大刀尖鈍圓半徑，并在不同刀具幾何參數(shù)、超聲振動參數(shù)和刀具與工件相互作用等多工藝參數(shù)條件下零件加工表面殘余高度預測方法。

背景技術

超聲橢圓振動車削技術在現(xiàn)有的加工方法中使用比較廣泛，比如在加工難加工材料和精密加工中，這種切削技術不僅解決了傳統(tǒng)加工難題，而且展現(xiàn)了許多特有的優(yōu)勢：切削力降低、加工精度提高、表面粗糙度等級提高等，所以被廣泛應用于航空、航天、軍工等領域各種難加工材料的加工中。

鈍圓半徑是切削刃的主要特征參數(shù)之一。刀具刃口半徑的大小，反映了切削刃的鋒利程度。在傳統(tǒng)加工中，由于進給量較大，鈍圓半徑遠小于切削用量，因此鈍圓半徑的影響可忽略。在超聲橢圓振動加工中卻不可忽略。然而通過查閱資料可知，目前關于超聲振動橢圓切削技術研究很少考慮刀尖鈍圓半徑對最終表面粗糙度的影響。大多數(shù)學者在關于最終成形表面粗糙度的研究中忽略了刀尖鈍圓半徑的影響，這樣計算的殘留高度會和實際有些許偏差，對所加工的平面無法保證其加工精度。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種多工藝參數(shù)條件下沿直線超聲橢圓振動切削的殘余高度預測方法，考慮了鈍圓半徑對刀具的影響，當加工所用刀具為前刀面是圓形，后刀面是錐面的刀具時，探究復合切削工藝參數(shù)、超聲振動參數(shù)、刀具幾何形狀參數(shù)對超聲輔助振動切削技術中殘留高度的影響。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種多工藝參數(shù)條件下沿直線超聲橢圓振動切削的殘余高度預測方法，包括下列步驟：

步驟一、輸入工件加工的刀具參數(shù)及超聲橢圓振動切削參數(shù)，獲取振動加工參數(shù)，并根據(jù)刀具參數(shù)及超聲橢圓振動切削參數(shù)判斷零件表面加工情況，零件表面加工情況按照前、后刀面端點位置可分為以下四類情況：

情況一：前刀面端點P₀、后刀面端點P₁均未在Ω內；

情況二、前刀面端點P₀位于Ω內，后刀面端點P₁未在Ω內；

情況三、前刀面端點P₀未位于Ω內，后刀面端點P₁在Ω內；

情況四、前刀面端點P₀、后刀面端點P₁均位于Ω內；

其中，Ω為兩次相鄰振動軌跡與工件所形成的不考慮鈍圓半徑加工后的理想區(qū)域；

步驟二、對加工后的半成品或成品進行測量，通過曲面重構獲取測量模型，分析獲取實際加工中考慮鈍圓半徑加工后殘留物高度R_th1；

步驟三、根據(jù)加工參數(shù)獲取加工軌跡的振動參數(shù)方程以及刀具前、后道面參數(shù)方程，進而分析獲取不考慮鈍圓半徑時殘留物高度R_th2。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明考慮了鈍圓半徑對刀具的影響，當加工所用刀具為前刀面是圓形，后刀面是錐面的刀具時，探究復合切削工藝參數(shù)、超聲振動參數(shù)、刀具幾何形狀參數(shù)對超聲輔助振動切削技術中殘留高度的影響。

附圖說明

圖1為刀具超聲橢圓振動軌跡原理圖