[发明专利]刀具及其切削动力学仿真系统、方法

说明书

本发明公开了一种刀具及其切削动力学仿真系统、方法，涉及切削刀具技术领域。本发明包括刀架，刀架的一侧安装有刀柄，刀柄的一端设置有刀片，刀柄的一侧设置有固定组件；超声振动单元，超声振动单元装设在刀架一侧，且超声振动单元位于刀柄的上侧，超声振动单元的一端装设有排屑块，排屑块的底部开设有缓冲腔，排屑块一侧安装有安装筒。本发明通过设置的固定组件方便对刀片进行更换，而设置的限位组件则方便将排屑块由超声振动单元上取下，其一是方便对超声振动单元进行检修，其二是方便对磨损的排屑块进行更换，且固定组件和限位组件操作简单，一目了然，同时还可以使用工具辅助，更加方便维修者操作使用。

技术领域

本发明属于切削刀具技术领域，特别是涉及一种刀具及其切削动力学仿真系统、方法。

背景技术

切削刀具是机械制造中用于切削加工的工具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具，切削动力学是使金属切削的工艺系统达到一个理想的状态，同时计算机仿真在各种过程仿真中得到充分应用，通过对工艺系统的切削过程仿真，对切削参数的确定、机床结构的设计、刀具几何参数的选取等具有重要的意义。

超声波切削是一种新型工艺，它利用简单形状刀具，基于快速原型中分层制造思想，采用分层去除方法加工硬脆材料，具有刀具制作简单，刀具与工件间宏观作用力小，刀具损耗能够得到补偿，可实现复杂三维轮廓的加工等特点，然而超声波释放装置亦需要维护，基于现有的安装结构而言，使用繁琐，检修缓慢，因而需要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀具及其切削动力学仿真系统、方法，解决了现有的超声波释放装置安装结构繁琐，检修缓慢的技术问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种刀具，包括刀架，刀架的一侧安装有刀柄，刀柄的一端设置有刀片，刀柄的一侧设置有用于固定刀片的固定组件；

超声振动单元，超声振动单元装设在刀架一侧，且超声振动单元位于刀柄的上侧，超声振动单元的一端装设有排屑块，排屑块的底部开设有缓冲腔，排屑块一侧安装有安装筒，安装筒的内部设置有多个限位组件，排屑块通过限位组件安装在超声振动单元一端。

可选的，排屑块位于刀片的上侧，且排屑块与刀片之间形成一间隙。

可选的，限位组件包括开设在安装筒内部的内腔、转动配合在内腔一侧的第一齿轮、开设在安装筒内侧的两开槽、配合在开槽内的夹板、转动连接在夹板一侧的螺纹柱，内腔一侧的两端均转动连接有转杆，第一齿轮与两转杆相啮合，螺纹柱螺纹连接在安装筒内，转杆的一端滑动配合在螺纹柱内。

可选的，转杆的周侧安装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合，螺纹柱的一端开设有多边形槽，转杆的一端设有多边形柱，多边形柱滑动配合在多边形槽内。

可选的，内腔一侧的两端均开设有螺纹孔，螺纹柱螺纹配合在螺纹孔内。

可选的，限位组件还包括转动配合在安装筒一侧的转帽，转帽的一端与第一齿轮相连接，转帽的另一端固定有第一多边形转块。

可选的，刀片的一侧开设有限位槽，固定组件包括转动配合在刀柄一侧的固定块、开设在固定块一侧的槽口、转动连接在槽口内的螺纹杆、螺纹配合在螺纹杆上的L形卡柱，限位槽的截面呈L形，L形卡柱卡接在限位槽内。

可选的，固定组件还包括开设在固定块内部的内槽，内槽内部转动连接有转柱，转柱的周侧安装有第一锥齿轮，螺纹杆的一端为光滑表面，螺纹杆伸入内槽的一端安装有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，转柱伸出固定块的一端安装有第二多边形转块，刀柄的一侧还开设有与固定块一端相适配的浅槽。

一种刀具的切削动力学仿真方法，包括如下步骤：

S1、通过仿真系统刀尖轨迹；