[发明专利]一种采用仿真技术判别正交车铣切屑形状和类型的方法

说明书

本发明公开了一种采用仿真技术判别正交车铣切屑形状和类型的方法，通过结合NX 8.5软件确定正交车铣切屑形状的仿真方法，通过大量的仿真结果分析明确了正交车铣切屑形状的三种类型，最后确定了正交车铣切屑形状类型的判断方法。本发明首创新地提出一种基于NX 8.5软件的正交车铣切屑形状的方法，相对于以往的研究，本发明公开的方法简单易懂、效率更高，仿真的显示效果更好；首创新地提出一种正交车铣切屑形状类型的判断方法，相对于以往的研究，本发明公开的方法充分考虑了正交车铣切屑形状的变化规律，全面归纳了正交车铣切屑形状的类型，并对正交车铣切屑形状进行数学建模，还为切削力仿真提供了理论依据，弥补了现有技术的不足。

技术领域

本发明属于机械制造加工技术领域，具体是一种采用仿真技术判别正交车铣切屑形状和类型的方法。

背景技术

正交车铣是通过工件旋转、铣刀旋转和铣刀沿工件轴向的直线移动三种运动方式的合成完成工件的加工。正交车铣作为车铣加工最常用的一种加工技术，由于其不受工件直径和刀具直径的限制，且具有加工精度高的优点，故普遍适用于薄壁、细长轴、大型回转类零件的加工。

正交车铣加工方式有别于传统的车削和铣削，所以其切屑形状也不相同。正交车铣的切屑形状直接影响切削力、切削温度和颤振，从而最终影响工件表面的加工质量、刀具耐用度和加工效率，因此深入开展正交车铣切屑形状的研究具有非常重要的意义。

目前，现有技术(例如论文：姜增辉,贾春德,王德俊.车铣切屑仿真的研究[J].东北大学学报(自然科学版),1998,19(4):408-410；姜增辉,贾春德.正交车铣切屑仿真的研究[J].兵工学报,2002,23(4):525-528；朱立达，李虎，杨建宇等.正交车铣三维切屑理论建模研究[J].东北大学学报(自然科学版)，2012，33(1)：111-115；闫蓉，邱锋，彭芳瑜等.螺旋立铣刀正交车铣轴类零件切削力建模分析[J].华中科技大学学报：自然科学版，2014，42(5):1-5；Karagüzel U,Bakkal M,Budak E.Process modeling of turn-milling usinganalytical approach[J].Procedia CIRP,2012,(4):131-139；Crichigno Filho JM.Prediction of cutting forces in mill turning through process simulationusing a five-axis machining center[J].The International Journal of AdvancedManufacturing Technology,2012,58(1-4):71-80)均没有考虑正交车铣切屑形状的变化种类，所以无法全面反映正交车铣切屑变化规律。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用仿真技术判别正交车铣切屑形状和类型的方法，该方法为分析切削参数对正交车铣切屑形状的影响规律、建立正交车铣切屑形状全面的几何数学模型，并为准确预测切削力提供了理论基础，进而为合理选择切削参数从而优化刀具耐用度提供了理论依据。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种采用仿真技术判别正交车铣切屑形状和类型的方法，包括以下步骤：

步骤一：对正交车铣切屑形状进行仿真

用两个参数和表示铣刀在正交车铣过程中从第一位置移动到第二位置的过程；其中表示正交车铣时铣刀转过一齿，工件相应转过的角度；表示正交车铣时工件转过一个角，铣刀沿工件轴线移动的距离；

采用仿真软件模拟正交车铣时切屑的形成过程：正交车铣时切屑的形成可以看作是工件在静止状态下，铣刀从第一位置沿工件轴线旋转一个角度同时沿工件轴线移动距离最终到达第二位置；此时，铣刀的第一位置、第二位置与工件的交集部分即为切屑的形状；

步骤二：对正交车铣刀具与工件的位置关系进行建模