[发明专利]高效铣刀后刀面摩擦磨损边界跨尺度识别方法

说明书

高效铣刀后刀面摩擦磨损边界跨尺度识别方法，属于机械加工技术领域。本发明包括步骤1，刀齿后刀面特征点轨迹识别方法；步骤2，后刀面特征速度矢量与应力的解算方法；步骤3，后刀面超晶胞破坏判据；步骤4，后刀面摩擦磨损瞬时边界构建方法；步骤5，后刀面累积摩擦磨损边界及其实验验证。本发明研发目的是为了解决在铣刀切削过程中，由于铣削振动的多变性，使得刀齿后刀面的摩擦过程存在不确定性，导致其摩擦磨损边界的识别具有模糊性，铣刀使用寿命评定存在困难的问题，本发明研究刀齿后刀面超晶胞变形和破坏特性，提出后刀面摩擦磨损边界的跨尺度识别方法，对揭示高效铣刀摩擦磨损的形成和演变过程具有重要现实意义。

技术领域

本发明涉及一种高效铣刀后刀面摩擦磨损边界跨尺度识别方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

高进给铣刀是一种典型的高效切削刀具，广泛应用于大型结构件加工。在铣刀刀齿切入、切出工件所产生的冲击作用下，刀齿和工件之间的瞬时接触关系处于不稳定状态。同时，铣刀切削过程中，铣削振动的多变性，使得刀齿后刀面的摩擦过程存在不确定性，导致其摩擦磨损边界的识别具有模糊性，铣刀使用寿命评定存在困难。

在断续切削载荷和振动的共同作用下，铣刀刀齿后刀面的摩擦磨损起源于介观尺度下的超晶胞破坏，经历跨尺度累积、演变过程，形成宏观摩擦磨损区域。因此，研究刀齿后刀面超晶胞变形和破坏特性，提出后刀面摩擦磨损边界的跨尺度识别方法，对揭示高效铣刀摩擦磨损的形成和演变过程具有重要现实意义。

发明内容

本发明研发目的是为了解决在铣刀切削过程中，由于铣削振动的多变性，使得刀齿后刀面的摩擦过程存在不确定性，导致其摩擦磨损边界的识别具有模糊性，铣刀使用寿命评定存在困难的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

高效铣刀后刀面摩擦磨损边界跨尺度识别方法，包括：

步骤1，刀齿后刀面特征点轨迹识别方法；

步骤2，后刀面特征速度矢量与应力的解算方法；

步骤3，后刀面超晶胞破坏判据；

步骤4，后刀面摩擦磨损瞬时边界构建方法；

步骤5，后刀面累积摩擦磨损边界及其实验验证。

优选的：所述步骤1，刀齿后刀面特征点轨迹识别方法包括：

构建高进给铣刀及其刀齿结构，沿铣刀刀齿径向方向，与靠近铣刀中心的刀齿刀尖点相切，垂直于安装定位平面的轴，定义为y_q轴，把位于安装定位平面，并与y_q轴垂直的轴，定义为x_q轴，沿x_q方向等距划分x₁～x_N；以刀齿切削刃为基准，沿y_q方向等距偏置划分曲线y₁～y_M，将刀齿后刀面左侧端点的特征点沿x_q轴方向依次标记为特征点o_a1～o_aN；沿y_q轴反方向的特征点依次标记为o_a1～o_M1；