[发明专利]刀具参数识别法和基于刀具参数的摆线加工参数优化方法

说明书

本发明公开了刀具参数识别法和基于刀具参数的摆线加工参数优化方法，获取摆线加工用刀具的片体模型；将刀具片体模型进行三维重建，得到刀具模型；对刀具模型进行识别得到刀具参数；将得到的刀具参数导入加工仿真软件，并将最佳切削功率参数、工件几何模型、主轴转速和原进给值导入加工仿真软件，以最佳切削功率参数为标准，对原进给值进行优化，获得优化后的进给值。本发明将刀具参数导入加工仿真软件，并将最佳切削功率参数、工件几何模型、主轴转速和原进给值导入加工仿真软件，以最佳切削功率参数为标准，对原进给值进行优化，获得特定刀具摆线加工特定材料工件时的最佳加工进给值参数，在降低刀具磨损的同时最大限度提升摆线加工质量与效率。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及刀具参数识别法和基于刀具参数的摆线加工参数优化方法。

背景技术

机匣零件常见于航空航天领域，是航空发动机结构中典型、重要的零部件之一，在国防、运载等领域有着广泛的应用，如压气机机匣、涡轮机匣等。在机匣零件的多轴数控加工领域中，机匣零件的结构复杂、应用领域特殊，往往采用高温合金、钛合金等典型难加工材料。材料的高强度、难切削性加剧了刀具与工件接触区的耦合作用，加剧了刀具的磨损，若不进行及时换刀，则会严重影响加工质量。

对于此类零件的加工，确保其加工过程的绝对稳定是首要任务。因此实际加工中往往采取保守的参数进行加工，从而导致切削加工效率较低，无法最大化发挥刀具与机床的效能。对于加工效率的提升，文献“摆线铣加工技术及其在航空发动机加工中的应用，航空制造技术，2015，Vol12，p47-50”公开了摆线铣在航空发动机零件粗加工中的应用，给摆线铣应用于机匣零件的加工提供了理论基础。但在实际摆线铣加工中，由于对于加工过程刀具参数的不明确，在摆线铣切削参数选择时尤为困难：若采用保守切削参数，无法发挥摆线铣的高效率优点；采用过高的切削参数，刀具磨损严重，换刀频繁，进而影响加工效率。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明提供了刀具参数识别法和基于刀具参数的摆线加工参数优化方法法，其目的在于明确刀具参数，获得特定刀具摆线铣加工特定材料时的最佳加工进给值参数，在降低刀具磨损的同时最大限度提升摆线铣加工质量与效率。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种刀具参数识别方法，包括以下步骤：

步骤一、获取刀具的片体模型；

步骤二、将步骤一获取的刀具片体模型进行三维重建，得到刀具模型；

步骤三、对步骤二得到的刀具模型进行识别得到刀具参数。

进一步地，所述步骤一中的具体方法为：将刀具放置在三坐标扫描仪上进行光学扫描获取刀具的片体模型。

进一步地，所述步骤二的具体方法为：将刀具片体模型导入UG中进行刀具模型的三维重建。

进一步地，所述步骤三中，刀具参数包括：刀具前角、刀具后角和刀具螺旋角。

一种基于刀具参数的摆线加工参数优化方法，包括以下步骤：

步骤一、获取摆线加工用刀具的片体模型；

步骤二、将步骤一获取的刀具片体模型进行三维重建，得到刀具模型；

步骤三、对步骤二得到的刀具模型进行识别得到刀具参数；

步骤四、将步骤三得到的刀具参数导入加工仿真软件，并将最佳切削功率参数、工件几何模型、主轴转速和原进给值导入加工仿真软件，以最佳切削功率参数为标准，对原进给值进行优化，获得优化后的进给值；

所述最佳切削功率参数为：选取摆线加工实际工件时使用的刀具对与实际工件相同的材料进行多次切削试验，基于刀具磨损情况和振动情况综合选取出磨损速率最慢且振动最小的切削功率作为最佳功率参数。