[发明专利]一种铝合金粗加工刀具设计方法

权利要求书

1.一种铝合金粗加工刀具设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在软件Third Wave AdvantEdge中建立二维铣刀数字化模型，将其几何尺寸与实际加工中的几何参数进行等效；

步骤二：选定一组前角、后角及刃口钝圆半径参数作为基本参照组，依次考察不同的刃口钝圆半径、前角和后角对于硬质合金铣刀铣削加工中的温度、切削力和弹性应变参数的影响，确定刀具的刃口钝圆半径、前角和后角的大小；具体操作步骤如下：

1）固定刀具的前角和后角，考察不同的刃口钝圆半径对于硬质合金铣刀铣削加工中的温度、切削力和弹性应变参数的影响情况，以确定刀具刃口钝圆半径，具体为：

考虑随着刀具刃口钝圆半径的增加，切削温度、弹性应变、X方向及Y方向的切削力和力矩均明显增加、刀具刃口钝圆半径会影响刀具的锋利程度，根据实际需要确定刀具刃口钝圆半径；

2）固定刀具刃口钝圆半径和后角，考察不同的前角对于硬质合金铣刀铣削加工中的温度、切削力和弹性应变参数的影响情况，以确定刀具的前角大小；具体为：

考虑随着刀具前角增加，刀具锋利程度增加，切削力、扭矩、切削功率减小，根据实际需要确定刀具的前角大小；

3）固定刀具刃口钝圆半径和前角，考察不同的后角对于硬质合金铣刀铣削加工中的温度、切削力和弹性应变参数的影响情况，以确定刀具的后角大小；具体为：

考虑后角影响后刀面与加工表面之间的摩擦、加工工件表面完整性、刀具耐用度及刃口强度以及铝合金加工后易产生回弹，在不影响刃口强度和加工精度的条件下，根据实际需要确定刀具的后角大小；

步骤三：基于二维仿真优化的刀具参数，建立三维仿真模型分析螺旋角对硬质合金铣刀在切削中的温度、应变、切削力和功率的影响，综合螺旋角对温度、应变、功率以及切削力的影响选定刀具的螺旋角；具体为：

考虑随着刀具螺旋角增大，刀具和加工工件的最高温度明显降低，最大塑性应变没有变化，切削功率有所降低，Z向的切削力有所上升，在满足加工温度及切削力实际要求的情况下，根据实际需要确定刀具的螺旋角。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金粗加工刀具设计方法，其特征在于，所述螺旋角的取值范围是：20°~40°。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金粗加工刀具设计方法，其特征在于，所述刃口钝圆半径的取值范围是：0.001mm~0.04mm。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金粗加工刀具设计方法，其特征在于，所述前角的取值范围是：5°~25°。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金粗加工刀具设计方法，其特征在于，所述后角的取值范围是：10°~20°。