[发明专利]薄壁框环零件加工抗颤振刀具、加工方法及介质

说明书

本发明提供了一种薄壁框环零件加工抗颤振刀具、加工方法及介质，刀具，包括：一个或多个刃口；所述刃口的一侧为前刀面，另一侧为后刀面；在所述后刀面沿所述刃口等距离设置有凸起的凸棱1。本发明抗颤振加工刀具后刀面沿刃口等距凸起分布凸棱，在切削过程中起到减弱甚至抑制颤振的发生。凸棱制作简单，在刀具刃磨时即可完成。其中抗颤振加工方法，依据经验方程和刀具结构参数，对加工参数和刀具轴线方向进行控制，能够有效抑制颤振的发生。工艺方法简单有效，具备工程化应用条件。

技术领域

本发明涉及工件加工领域，具体地，涉及一种大型薄壁框环零件加工抗颤振刀具、加工方法及介质。

背景技术

大型薄壁零件是航空航天领域各类飞行器的关键产品，是结构主体框架的重要组成。由于对轻量化、高可靠性的不断追求，大型结构件通常采用锻件或者铸件整体加工形成，为达到理想的结构效率，往往存在大量刚性极差的薄壁腔、悬臂梁、筋肋等结构。

此类弱刚性结构是制约加工效率和影响加工质量的主要因素，在传统工艺设计环节通常采用设置工艺块、辅助夹具、填料支撑等方式间接提高结构刚度，使工艺系统的固有频率远离切削系统的激励频率，以规避加工颤振的发生。然而由于产品结构的日益复杂、质量指标的不断提高，在实际产品制造流程中，常用的提高产品刚性的工艺措施往往难以实现预期目标，甚至由于过多的工艺措施可能在装夹系统中引入额外应力，导致产品出现难以控制的变形和加工表面质量恶化。这一系列质量问题将严重影响产品的载荷工况和服役指标，甚至将直接影响型号成败。总而言之，大型薄壁框环零件的加工颤振抑制一直是当前航空航天领域的关注重点和研究方向

鉴于目前在大型薄壁框环零件整体加工过程中出现的颤振和表面质量恶化等现象，开发一种能够简洁有效抑制加工颤振又能够控制表面质量的切削刀具及其加工方法已经迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种薄壁框环零件加工抗颤振刀具、加工方法及介质。

根据本发明提供的一种薄壁框环零件加工抗颤振刀具，包括：一个或多个刃口；

所述刃口的一侧为前刀面，另一侧为后刀面；

在所述后刀面沿所述刃口等距离设置有凸起的凸棱1。

优选地，所述凸棱1与所述刃口之间的距离l_d取决于刀具失效条件下的最大磨损量 VB_max，满足：

VB_max×tan(γ_n)＜h_d

其中，γ_n为刀具的后角，所述后角为所述后刀面与切削平面间的夹角，h_d为凸棱1的高。

优选地，所述刀具包括球头刀具。

根据本发明提供的一种薄壁框环零件加工抗颤振加工方法，采用上述的薄壁框环零件加工抗颤振刀具进行加工。

优选地，按照薄壁框环零件加工颤振振幅经验方程，对各个变量进行逐个控制调整：

其中u为零件局部颤振振幅；v_c为切削速度；γ为刀具后角，采用所述薄壁框环零件加工抗颤振刀具的等效后角γ_e，所述等效后角为凸棱1与切削平面间的夹角；ω_c为零件局部颤振频率；N为刀具转速；D为刀具直径。

优选地，所述薄壁框环零件加工抗颤振加工方法包括：

步骤S1：按照零件结构对局部颤振频率进行有限元仿真，获取加工区域各零件局部颤振频率ω_c；

步骤S2：测算刀具的等效后角γ_e；