[发明专利]内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的检测方法

说明书

内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的检测方法，其技术要点包括以下步骤：一、确定车削大螺距内螺纹刀具磨损与加工表面粗糙度实验方案；二、确定刀具磨损与加工表面粗糙度测量方案；三、构建基于多把刀具的刀具磨损行为序列和基于多个试件的加工表面粗糙度行为序列；四、揭示刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的关联矩阵。本发明分别以试件加工表面粗糙度与刀具切削刃刃口半径、塑性变形宽度、后刀面磨损宽度的关联度作为刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的评价指标，识别刀具磨损特征参数对加工表面粗糙度的影响程度，识别对加工表面粗糙度影响较大的刀具磨损特征参数，为获得大螺距内螺纹高表面质量提出一种有效参考手段。

技术领域：

本发明涉及刀具切削技术领域，具体涉及一种车削大螺距内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的检测方法。

背景技术：

大螺距内螺纹零件作为大型压力机、核电件等制造装备中起传递扭矩和精度作用的关键零部件，其左螺纹面和右螺纹面的加工表面粗糙度直接影响大螺距内螺纹零件的工作性能。大螺距螺纹轴向尺寸和径向尺寸均很大，其螺纹面展开长度远大于轴向长度，车削大螺距螺纹采用低速、大切深、高进给的工艺方案，导致刀具在切削过程中受到较大冲击，易造成刀具切削刃的变形和剧烈磨损，引起刀具切削刃结构的改变，引起螺纹面加工表面粗糙度的改变。因此，揭示车削大螺距内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度的影响特性，有利于提高大螺距内螺纹零件的工作性能。

刀具左切削刃和右切削刃的刃口半径、塑性变形宽度和后刀面磨损宽度是影响大螺距内螺纹左螺纹面和右螺纹面加工表面粗糙度的重要因素。已有的刀具磨损与加工表面粗糙度的检测方案，通过单切削刃车削单个试件加工表面实验，建立刀具磨损与加工表面粗糙度的关系，该方法无法揭示出刀具左切削刃和右切削刃磨损对大螺距内螺纹左螺纹面和右螺纹面加工表面粗糙度影响的差异性；同时，大螺距内螺纹批量加工中，通常采用多把刀具分别车削多个试件的螺纹面，采用该方法无法揭示大螺距内螺纹实际加工中的刀具磨损对加工表面粗糙度的影响特性。

发明内容：

本发明为克服上述问题，提出了一种车削大螺距内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的检测方法，其以大螺距内螺纹左螺纹面和右螺纹面达到高表面质量要求为目的，分别以试件加工表面粗糙度与刀具切削刃刃口半径、塑性变形宽度、后刀面磨损宽度的关联度作为刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的评价指标，可准确识别出刀具的磨损特征参数对加工表面粗糙度的影响程度，识别出对加工表面粗糙度影响较大的刀具磨损特征参数，为获得大螺距内螺纹较高的表面质量提出了一种有效参考手段。

本发明的车削大螺距内螺纹刀具磨损对加工表面粗糙度影响特性的检测方法，为实现上述目的所采用的技术方案在于包括以下步骤：

一、确定车削大螺距内螺纹刀具磨损与加工表面粗糙度的实验方案，

(1)、选定多个具有相同材料和相同结构参数的大螺距内螺纹试件和实验机床；选定与大螺距内螺纹试件数量相等的刀具，且每把刀具均有左、右对称分布的两条切削刃，和连接左切削刃与右切削刃的顶刃；

(2)、在实验机床上分别利用刀具的左切削刃和右切削刃，以轴向分层车削方式，沿试件轴向多次重复切削大螺距内螺纹的左螺纹面和右螺纹面；

二、确定刀具磨损与螺纹面加工表面粗糙度的测量方案，

(1)、切削大螺距内螺纹试件完成后，在刀具的左切削刃和右切削刃上，选定与大螺距内螺纹试件左螺纹面和右螺纹面中径处相对应的点，检测该点处的刀具刃口半径、塑性变形宽度和后刀面磨损宽度；

(2)、切削大螺距内螺纹试件完成后，沿试件轴向等间距检测大螺距内螺纹试件左螺纹面和右螺纹面中径位置处的加工表面粗糙度，并分别计算试件左螺纹面和右螺纹面的加工表面粗糙度的平均值；

三、构建基于多把刀具的刀具磨损行为序列和基于多个试件的加工表面粗糙度行为序列，