本發(fā)明涉及銑刀，具體為一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法。

背景技術(shù)：

1、隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，立銑刀作為金屬切削加工中的關(guān)鍵工具，其性能的優(yōu)化一直是研究的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)的立銑刀設(shè)計(jì)主要依賴于經(jīng)驗(yàn)公式和試錯(cuò)法，這種方法在一定程度上限制了刀具性能的提升，近年來，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)和計(jì)算機(jī)輔助工程(cae)技術(shù)的發(fā)展，立銑刀的設(shè)計(jì)開始向精細(xì)化、智能化方向轉(zhuǎn)變，特別是在鐮形前刀頭立銑刀的設(shè)計(jì)中，對鐮形刃線的精確控制成為了提高切削效率和刀具壽命的關(guān)鍵；

2、現(xiàn)有技術(shù)中的，公開號為cn118080947a公開了一種帶有弧形切屑槽的整體硬質(zhì)合金銑刀，包括刀身，刀頭，所述刀頭前刀面設(shè)置有沿所述弧形刃口延伸的切屑槽，所述切屑槽形成所述弧形刃口的槽面，為第一前角面，所述第一前角面在弧形刃口的每一處形成一個(gè)第一前角，所述切屑槽具有與所述第一前角面連接的第二前角面，形成第二前角，所述第二前角大于相應(yīng)的第一前角。通過在弧形刃口的前刀面增加切屑槽，可以顯著提高刃口的鋒利度，有效減少切削過程中可能發(fā)生的切削應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時(shí)有助于順暢地將切削過程中產(chǎn)生的切屑及時(shí)排出，從而有助于改善切削質(zhì)量，確保工件表面的光潔度和精度；

3、現(xiàn)有的鐮形前刀頭立銑刀設(shè)計(jì)方法在實(shí)際應(yīng)用中仍存在諸多不足，首先，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法往往忽視了切削過程中溫度分布對刀具性能的影響，導(dǎo)致刀具在高溫環(huán)境下易發(fā)生變形和磨損，其次，現(xiàn)有技術(shù)在排屑和冷卻液溝槽的設(shè)計(jì)上缺乏系統(tǒng)的優(yōu)化方法，使得切屑排出不暢和冷卻效果不佳，進(jìn)一步加劇了刀具的磨損，此外，對于刀具前刀面和后刀面的角度設(shè)計(jì)，現(xiàn)有技術(shù)往往采用固定的角度值，未能根據(jù)不同的切削參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，限制了刀具在復(fù)雜工況下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；

4、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，具體步驟包括：

4、步驟s1、獲取鐮形前刀頭立銑刀的刀具數(shù)據(jù)，所述刀具數(shù)據(jù)包括立銑刀切削刃的幾何參數(shù)、排屑槽的尺寸、前刀面和后刀面的角度、周刃部的形狀以及冷卻液溝槽的位置和尺寸數(shù)據(jù)，并將鐮形切削刃、前刀面、后刀面、周刃部所在位置標(biāo)記為第一監(jiān)測區(qū)域，將排屑槽、冷卻液溝槽所在位置標(biāo)記為第二監(jiān)測區(qū)域；

5、步驟s2、實(shí)時(shí)采集立銑刀在不同的切削參數(shù)下，銑削過程中的第一監(jiān)測區(qū)域和第二監(jiān)測區(qū)域的溫度變化數(shù)據(jù)，所述切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給速度和切削深度；

6、步驟s3、對第一監(jiān)測區(qū)域和第二監(jiān)測區(qū)域的溫度變化數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取和分析，得到立銑刀表面的溫度分布數(shù)據(jù)，以及切削刃區(qū)域的溫度變化速率數(shù)據(jù)；

7、步驟s4、根據(jù)立銑刀表面的溫度分布數(shù)據(jù)和切削區(qū)域的溫度變化速率數(shù)據(jù)，構(gòu)建回歸分析數(shù)學(xué)模型，用于描述刀具溫度與切削參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系；

8、步驟s5、輸入切削參數(shù)至數(shù)學(xué)模型中，生成在不同切削參數(shù)組合下的刀具溫度分布預(yù)測結(jié)果，并根據(jù)刀具溫度分布預(yù)測結(jié)果，調(diào)整前刀面和后刀面的角度，以在刀具半徑最大處形成正前角，在半徑中段形成負(fù)前角；

9、步驟s6、采集第一監(jiān)測區(qū)域與鐮形刃線設(shè)計(jì)相關(guān)的摩擦指標(biāo)、切削力指標(biāo)、刀具磨損量和振動(dòng)指標(biāo)；并進(jìn)行分析處理，構(gòu)建鐮形刃線的微調(diào)系數(shù)，使用微調(diào)系數(shù)對正前角和負(fù)前角進(jìn)行第一次微調(diào)校準(zhǔn)；

10、步驟s7、采集第二監(jiān)測區(qū)域與鐮形刃線設(shè)計(jì)相關(guān)的冷卻液溫度，以及冷卻液溝槽的堵塞指標(biāo)、冷卻液流量，并進(jìn)行分析處理，構(gòu)建綜合微調(diào)系數(shù)，對冷卻液溝槽提供設(shè)計(jì)調(diào)整策略，同時(shí)對正前角和負(fù)前角進(jìn)行第二次微調(diào)校準(zhǔn)。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析切削過程中的溫度變化，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型預(yù)測刀具溫度分布，并據(jù)此調(diào)整鐮形刃線的設(shè)計(jì)，此外，通過引入了摩擦指標(biāo)、切削力指標(biāo)、刀具磨損量和振動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行性能評估，以及冷卻液溫度和流量參數(shù)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了對刀具設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化，顯著提高鐮形前刀頭立銑刀的切削效率和使用壽命；

12、基于鐮形切削刃與前刀面獲得了規(guī)律變化的前角特征，在銑刀半徑最大處，形成沿鐮形刃變化的正前角，減小切屑被切下時(shí)的彈性變形和切屑流出時(shí)與前面的摩擦阻力，形成向內(nèi)卷曲細(xì)化切屑；在銑刀端面半徑中段，形成沿鐮形刃規(guī)律變化的負(fù)前角，改善刃部的受力狀況和散熱條件,提高切削刃強(qiáng)度和耐沖擊能力，形成鐮形前刀頭在銑削時(shí)的劈砍能力。

技術(shù)特征：

1.一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于，具體步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：所述實(shí)時(shí)采集立銑刀在不同的切削參數(shù)下，銑削過程中的第一監(jiān)測區(qū)域和第二監(jiān)測區(qū)域的溫度變化數(shù)據(jù)，具體包括以下內(nèi)容：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：所述數(shù)學(xué)模型構(gòu)建具體為，將步驟s3中提取的溫度分布和溫度變化速率數(shù)據(jù)與對應(yīng)的切削參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,切削參數(shù)包括切削速度vc、進(jìn)給速度f和切削深度ap；使用統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行多元線性回歸分析，構(gòu)建刀具溫度與切削參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型，公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：所述獲取數(shù)學(xué)模型的預(yù)測結(jié)果，調(diào)整前刀面和后刀面的角度，確保在刀具半徑最大處形成正前角，在半徑中段形成負(fù)前角，具體包括以下內(nèi)容：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：所述構(gòu)建鐮形刃線微調(diào)系數(shù)，該系數(shù)用于對正前角和負(fù)前角進(jìn)行第一次微調(diào)校準(zhǔn)，具體包括以下內(nèi)容：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：所述構(gòu)建綜合微調(diào)系數(shù)，具體包括以下內(nèi)容：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，其特征在于：將綜合微調(diào)系數(shù)kadjust,total的值域(0,1)劃分為三個(gè)區(qū)間；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種鐮形前刀頭立銑刀的鐮形刃線確定方法，涉及銑刀技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析切削過程中的溫度變化，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型預(yù)測刀具溫度分布，并據(jù)此調(diào)整鐮形刃線的設(shè)計(jì)，基于鐮形切削刃與前刀面獲得了規(guī)律變化的前角特征，在銑刀半徑最大處，形成沿鐮形刃變化的正前角，減小切屑被切下時(shí)的彈性變形和切屑流出時(shí)與前面的摩擦阻力；在銑刀端面半徑中段，形成沿鐮形刃規(guī)律變化的負(fù)前角，改善刃部的受力狀況和散熱條件,提高切削刃強(qiáng)度和耐沖擊能力，此外，通過引入了摩擦指標(biāo)、切削力指標(biāo)、刀具磨損量和振動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行性能評估，實(shí)現(xiàn)了對刀具設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化，顯著提高鐮形前刀頭立銑刀的切削效率和使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：姜志鵬,崔印舟,岳彩旭,范立云,顧遠(yuǎn)琪,陳品,賈禹鑫,任祉亦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21