[发明专利]一种接触式识别铣刀径向跳动量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接触式识别铣刀径向跳动量的方法，属于铣削加工技术领域。

背景技术

铣削加工技术是一种快速发展的加工方法，特别是高速铣削技术可以快速高效低耗地加工各种复杂精密的三维零件。铣削刀具特别是多齿刀具的跳动是高速铣削过程中的普遍现象，它主要由机床主轴的偏移、刀具轴的倾斜、磨削刀具时的误差、动态不平衡等因素引起。铣削加工过程中的跳动会使刀具的切削厚度发生变化，加速刀具的磨损，从而造成工件甚至机床的损坏。铣刀的跳动已被认为是影响高速铣削过程的一个重要因素，准确地确定和调整高速铣削加工过程中的刀具跳动量是促进铣削技术快速发展的一项关键技术。

发明内容

本发明针对铣削加工中，铣刀径向跳动量难以准确测量的问题，提出了一种基于数值求解技术的接触式测量铣刀径向跳动量的方法。采用这种方法，可以准确确定铣刀径向跳动量，根据确定的数据，对加工过程进行及时调整，从而能够防止加工过程发生颤振，提高铣削稳定性和工件的加工质量。

接触式识别铣刀径向跳动量的方法主要由三步组成，首先，由千分表（尺）分别测量任意两条切削刃运动轨迹半径和切削刃半径。然后，根据切削刃运动轨迹方程，可以得到包含切削刃运动轨迹半径、切削刃半径和铣刀径向跳动量的方程。最后，对包含铣刀径向跳动量的方程进行数值求解即可获得所需要的铣刀跳动量和偏转角度

发明所述的接触式识别铣刀径向跳动量的方法，具有方法简单，易于操作，数值准确的优点，可以快速实现确定铣刀径向跳动量的目的，对铣削加工过程的刀具调整具有较好的指导作用，可以提高铣削的加工质量。

附图说明

铣刀切削刃轨迹半径差值测量示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明所述的方法进行详细说明。

本专利保护一种接触式在线识别铣刀径向跳动量的方法，实施该方法时主要用到铣刀1和千分表（尺）2，如图所示。测量时，首先将铣刀1安装在铣床主轴上，转动铣床主轴，并由千分表测量出铣刀1任意两条切削刃轨迹半径。然后将铣刀卸下后，利用千分尺测量出所对应的两条切削刃的半径。

转动机床主轴测量铣刀径向跳动时，包含径向跳动量的铣刀切削刃同一横截面的点运动表达式如式(1)所示（式中的r_c是铣刀的半径，ω是铣刀的转动角速度，α是切削刃的初始角，i是切削刃的序列号，N是切削刃的总数，r_e是铣刀径向跳动量，β是铣刀径向跳动量的初始角度。）。为了简化计算过程，以两刃铣刀为例，将切削刃轨迹的表达式进行化简运算可以发现，两条切削刃运动轨迹半径的极值分别为r_max和r_min。建立包含最大轨迹半径r_max和最小轨迹半径r_min的方程组如式(2)所示，将方程式(2)中的(2-1)和(2-2)进行处理可以得到方程式(3)。方程(3-1)表示了铣刀的跳动量，(3-2)表示了铣刀的相位角，从而达到识别铣刀径向跳动量的目的。

(1)

(2)

(3)

综上所述，本发明根据铣削过程中铣刀切削刃的运动轨迹，利用千分表（尺）测量技术，提出了一种接触式识别微铣刀径向跳动量的方法，重点是在测量铣刀任意切削刃的半径，并根据铣刀切削刃运动轨迹方程联立方程组进行未知参数的求解，实现铣刀径向跳动量的测试。

以上实施具体案例仅为说明本发明的技术方法，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。