[发明专利]一种超高强韧钢深孔镗削专用刀具组配方法

摘要

本发明公开了一种超高强韧钢深孔镗削专用刀具组配方法，利用建立壁厚差与刀具几何参数、切削参数之间的几何关系模型，将控制壁厚差转变为控制刀具磨损量；建立一个综合考虑切削参数与刀具几何参数的刀具磨损模型，更加全面地描述刀具磨损的影响因素，方便对刀具磨损进行控制，使刀具允许磨损的最大值发生在切削终点处，最大化的利用刀具寿命，解决了大型超高强韧钢深孔零件镗削过程中精度差，效率低的问题。

主权项

1.一种超高强韧钢深孔镗削专用刀具组配方法，其特征在于，刀具组配的方法如下：1：建立刀具几何参数和切削参数的统一刀具磨损模型；其中影响刀具的几何参数包括：前角γ0，后角α0，主偏角kr，与副偏角k'r；影响刀具的切削参数包括：切削速度v，进给量f，切削深度ap；1.1刀具后刀面磨损量的经验公式为式(1)是在刀具几何角度确定的前提下，通过大量磨损实验得到的，其中，CT为刀具使用寿命系数，与刀具材料、工件材料和切削条件有关；mi为与刀具材料有关的系数；1.2改变刀具的几何参数，对式(1)中的切削参数并无影响，因此考虑到刀具的几何角度，进而将刀具磨损量的经验公式描述为其中，K为引入刀具几何参数后附加的系数；1.3在某一切削参数下，设则VB＝K·R，其中K、R均通过实验获得；1.4研究刀具几何参数对后刀面磨损量的影响，考虑到几何参数之间的交互性，在切削参数确定的情况下，设计四因素两水平分析式因实验，设定切削时间为T，实验后测量刀具后刀面磨损值为VB，不同刀具几何角度下的磨损量公式表示为式中，CV为与刀具材料、工件材料和切削条件有关的系数；利用析因设计方差分析，计算各因素对结果的影响程度，进而对式(3)进行修正，设修正后的公式如下：1.5由上式可得综合分析，后刀面磨损量的统一公式表述为式中，C1＝CV·CT；1.6式(5)的未知参数由式(1)和式(4)组成，式(1)和(4)的解法相同，通过最小二乘估计来求得，进而通过式(1)和(4)求得式(5)中的未知参数；2：建立刀具磨损量VB与壁厚差ΔD之间的关系；2.1根据刀具角度几何关系，建立刀具后刀面磨损量VB与径向磨损量之间的联系；NB＝VBtanα0  (6)2.2由于刀具径向磨损的存在，在镗削过程中刀具会发生欠切削，孔的入口直径与出口直径尺寸相差大，会形成壁厚差，根据几何模型建立刀具壁厚差ΔD与径向磨损量NB之间的关系；ΔD＝2NB  (7)式中，C2＝2C1；3：以刀具允许磨损量为目标，控制刀具磨损速率，保证加工精度；3.1使刀具在镗削完一定的距离后恰好磨损到能够保证加工精度的磨损值，不考虑某一过程时刻的磨损值，用平均刀具磨损速率代替时刻变化的实际刀具磨损速率；3.2控制刀具的磨损速率dNB/dt，进而得到刀具磨损预控曲线，使刀具在完成给定的切削路程时，能够到达设定的磨损量，进而保证足够的孔加工精度；3.3设规定的允许壁厚差为ΔD，刀具需要加工的孔的总长为L，则磨损速率与允许壁厚差的关系为：其中，t＝L/fn，n为主轴转速；3.4在实际生产时，切削参数根据工时定额确定，切削时间由切削参数确定，所允许的壁厚差值根据精度要求确定，综上能够求出应该控制的刀具磨损速率，为保证加工精度，允许的壁厚差要留有一定裕度，此时，刀具磨损速率表示为其中，k为裕量系数，取0.6～0.8；C3与C4为系数；3.5在式(9)中，存在前角γ0，后角α0，主偏角kr，副偏角kr'这四个未知量，通过编写程序迭代，求得符合所控制的刀具磨损速率的四个参数组合；4：根据参数组合刃磨刀具，完成刀具的组配。