[发明专利]车削大螺距内螺纹刀具刃口刃形保持性检测方法

权利要求书

1.车削大螺距内螺纹刀具刃口刃形保持性检测方法，其特征在于包括以下步骤；

步骤一，建立螺纹车刀左、右切削刃刀具与工件接触关系模型；

采用左、右切削刃刀具，沿轴向车削大螺距内螺纹，在加工过程中，机床主轴转速方向和刀具进给速度方向保持不变，以刀具与工件接触关系为基础，用左切削刃切削和右切削刃切削时各自的剪切力作用点为力矩中心，构建左、右切削刃受力平衡方程；

所述的左、右切削刃受力平衡方程为：

左切削刃受力平衡方程为：

右切削刃受力平衡方程为：

式中：φ₁为左切削刃的剪切角，φ₂为右切削刃的剪切角，F_c1为左切削刃的主切削力，F_c2为右切削刃的主切削力，F_t1为左切削刃刀杆作用于刀具上的力，F_t2为右切削刃刀杆作用于刀具上的力，F_γ1为左切削刃前刀面所受压力，F_γ2为右切削刃前刀面所受压力，F_fγ1为左切削刃前刀面所受摩擦力，F_fγ2为右切削刃前刀面所受摩擦力，F_α1为左切削刃后刀面所受压力，F_α2为右切削刃后刀面所受压力，F_fα1为左切削刃后刀面所受摩擦力，F_fα2为右切削刃后刀面所受摩擦力，F_sh1为左切削刃所受剪切力，F_sh2为右切削刃所受剪切力，F_shN1为左切削刃所受挤压力，F_shN2为右切削刃所受挤压力，a₁～a₇为刀具采用左切削刃切削时，相应的力的作用线到力矩中心的垂直距离, b₁～b₇为刀具采用右切削刃切削时，相应的力的作用线到力矩中心的垂直距离;

步骤二，表征螺纹车刀的刃口刃形变化；

根据车削大螺距内螺纹螺纹车刀磨损特性，以刃口半径来表征螺纹车刀的刃口变化；切削时在切削刃上产生的塑性变形是影响刃形的主要条件，在后刀面量取塑性变形宽度，用以表征切削刃的刃形变化；

步骤三，设计车削大螺距螺纹刀具磨损实验；

针对步骤一螺纹车刀左、右切削刃刀具与工件接触关系不同而导致磨损后切削刃刃口刃形差异性的问题，设计并制备用于车削大螺距螺纹刀具后刀面磨损实验的试件和一把用于车削梯形内螺纹的可换刀头式车刀，利用CAX6140车床和所述刀具采用轴向分层车削方法切削右旋梯形内螺纹，通过100次轴向分层切削完成车削大螺距螺纹刀具磨损实验；

步骤四，对步骤三的车刀进行检测，并通过车削大螺距螺纹刀具磨损实验获取实验数据，检测分析出车削大螺距内螺纹刀具刃口刃形保持性；

在VHX-1000超景深显微镜下，以刀尖为原点，测量参与切削的切削刃长度，根据切削刃长度，沿切削刃等间距适当选取9个测量点并确定其沿切削刃的坐标，提取其中一个切削行程下，每个测量点处左、右切削刃刃口半径，并采取同种方式测量不同切削行程下刀具左、右切削刃在后刀面上的塑性变形宽度；获取当达到指定切削行程时，利用函数对刃口半径和塑性变形宽度的数据进行拟合，分别得到左、右切削刃刃口半径和塑性变形宽度分布函数，通过对比不同切削行程下左、右切削刃刃口半径分布函数的系数和变换趋势，判断刃口的保持性；对于左、右切削刃，通过对比相同切削行程下塑性变形分布函数的系数和变换趋势，判断刃形的保持性。

2.根据权利要求1所述的车削大螺距内螺纹刀具刃口刃形保持性检测方法，其特征在于：步骤三所述的实验试件材料为球墨铸铁，结构为右旋梯形内螺纹，头数为1，螺纹长度为80mm，大径为148mm，小径为132mm，中径为140mm，螺距为16mm，牙型半角为15°，螺旋升角为2°5'，螺纹槽宽为6.5mm；实验结束后，螺纹槽宽为11.5mm，该试件的材质和规格尺寸与压力机上的大螺距梯形内螺纹工件待加工部位的材质和规格尺寸相一致，采用该试件进行车削实验获得的实验结果，能够反映出大螺距梯形内螺纹车削加工过程中刀具切削刃变形与后刀面磨损状态。