[發(fā)明專利]整體刀具容屑槽磨削砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210495905.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN115982867A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任磊;任俊峰;周春曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種整體刀具容屑槽磨削砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估方法，可為砂輪圓角半徑的選擇提供參考，該方法基于圓弧投影原理將容屑槽的芯厚回轉(zhuǎn)面投影至砂輪軸截面內(nèi)，通過調(diào)整砂輪圓角半徑使調(diào)整后的砂輪圓角所在圓與芯厚回轉(zhuǎn)面的圓弧投影的上包絡(luò)線相切，從而確定切觸圓角半徑，以切觸圓角半徑最大為優(yōu)化目標(biāo)建立砂輪圓角半徑優(yōu)化模型，求解得到的最大切觸圓角半徑就是砂輪的最大允許圓角半徑，該方法每次迭代時(shí)不需要預(yù)測(cè)刀具容屑槽的端截面廓形，模型求解速度快、穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種整體刀具容屑槽磨削砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估方法，屬于整體刀具磨削加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

整體刀具是汽車、模具、航空航天等重要領(lǐng)域復(fù)雜零件加工常用的切削刀具。容屑槽是整體刀具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其幾何參數(shù)（包括前角、芯厚和槽寬）對(duì)刀具切削力、刀體剛度、刀齒強(qiáng)度和排屑能力有直接影響。因此，如何在制造刀具時(shí)磨削出精確的容屑槽幾何參數(shù)是保證整體刀具性能的關(guān)鍵。

加工整體刀具容屑槽需要使用五軸數(shù)控工具磨床，保證容屑槽幾何參數(shù)加工精度的關(guān)鍵在于兩方面：一是要選擇幾何尺寸合適的砂輪；二是要正確設(shè)置磨削過程中的砂輪位姿。在幾何尺寸的選擇方面，如果選擇的砂輪圓角半徑過大，那么無論怎樣調(diào)整砂輪位姿，都無法精確加工出給定的芯厚半徑，因此，為了給砂輪圓角半徑的選擇提供參考，需要評(píng)估砂輪的最大允許圓角半徑。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，有一種砂輪最大允許圓角半徑的評(píng)估方法（Ren?Lei,?Wang?Shilong,?Yi?Lili.?A?generalized?and?efficientapproach?for?accurate?five-axis?flute?grinding?of?cylindrical?end-mills[J].Journal?of?Manufacturing?Science?and?Engineering,?2018,?140(1)），該方法采用二分法評(píng)估砂輪最大允許圓角半徑，每次迭代需要求解容屑槽芯厚半徑的最大值，因此必須通過求解包絡(luò)方程來得到容屑槽的端截面廓形，計(jì)算過程復(fù)雜，而且當(dāng)出現(xiàn)異常廓形時(shí)，芯厚半徑最大值的計(jì)算容易出錯(cuò)，導(dǎo)致迭代提前收斂甚至無法收斂，降低了砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種整體刀具容屑槽磨削砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的整體刀具容屑槽磨削砂輪最大允許圓角半徑評(píng)估方法，包含如下步驟：建立刀具坐標(biāo)系、砂輪坐標(biāo)系和固定坐標(biāo)系，刀具坐標(biāo)系與刀具固連，砂輪坐標(biāo)系與砂輪固連，固定坐標(biāo)系與機(jī)床固連，令砂輪回轉(zhuǎn)面上一點(diǎn)與刀具容屑槽的刀刃曲線上一點(diǎn)滿足共軛條件，確定砂輪在機(jī)床中的位置；根據(jù)圓弧投影原理，將刀具容屑槽的芯厚回轉(zhuǎn)面投影至砂輪的軸截面內(nèi)，得到芯厚回轉(zhuǎn)面的圓弧投影；在所述砂輪的軸截面內(nèi)，通過調(diào)整砂輪圓角半徑，使調(diào)整后的砂輪圓角所在圓與芯厚回轉(zhuǎn)面的圓弧投影的上包絡(luò)線相切，并同時(shí)保證調(diào)整后的砂輪回轉(zhuǎn)面與刀刃曲線滿足共軛條件，將調(diào)整后的砂輪圓角半徑定義為切觸圓角半徑，所述砂輪圓角是指在刃磨容屑槽過程中參與加工容屑槽前刀面的砂輪圓角；以切觸圓角半徑最大為優(yōu)化目標(biāo)，建立砂輪圓角半徑優(yōu)化模型，采用優(yōu)化算法求解砂輪圓角半徑優(yōu)化模型得到切觸圓角半徑的最大值，切觸圓角半徑的最大值即為砂輪的最大允許圓角半徑。