一种变切深调节装置及径向切削参数优化工艺方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微细加工领域，具体涉及一种变切深调节装置及径向切削参数优化工艺方法，包括设置于机床工作台上的测力仪、压板以及加工台，所述加工台通过压板设置在测力仪上，还包括立板、支撑盒、悬柱、紧定螺栓与支撑横板，所述立板垂直设置在加工台上方前部，本发明专利技术通过调整支撑横板在悬柱上的位置，并借助读数标尺确定实际加工位置，极大地缩短了装夹调整时间，使操作更加便捷；本发明专利技术支撑横板保留有一定角度，可以方便的满足径向切削深度的调整，提高了操作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微细加工领域，具体涉及一种变切深调节装置及径向切削参数优化工艺方法。
技术介绍
近年来，数控机床与刀具制造技术的发展使得微细切削成为一种针对三维介观尺度零部件制造的有效手段，相对于其他微制造技术而言，微细切削具有加工效率高，制造成本低，可进行复杂微小三维型面的加工等诸多优势，因而，是一种极具潜力的使能技术，势必将在生物医疗、仪器仪表、航空航天、智能微型机器人等领域得到大量应用。然而，微细切削加工过程中所选用的切削用量多为微米甚至亚微米级，因而微细切削过程中切削参数的合理选择是至关重要，国际期刊《International Journal of Machine Tools and Manufacture》2005年45卷第4期“Effects of the friction coefficient on the minimum cutting thickness in micro cutting”一文中通过刀具的刃口半径和工件与刀具间的摩擦系数来确定最小切削厚度，并得到最小切屑厚度的近似表达式，由于所加工的零部件整体尺寸在10mm以下，特征尺寸在1mm以下，此时刀具刃口的几何尺寸及材料的晶粒尺寸对于加工过程的影响不容忽略，加工过程中常伴随着尺度效应的发生，由此产生的最小切削深度现象会对加工过程产生巨大影响，故最小切削厚度不能单纯依靠理论表达式，需要借助于试切实验，目前实验过程中的切深支撑装置大多采用普通夹具与卡具，不能方便的调节工件的装夹深度，这也给切削参数的选取与进一步优化带来不便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种操作方便、提高效率的变切深调节装置及径向切削参数优化方法。通过优化径向切削参数，解决微细铣削加工过程中单位切削力及刀具寿命控制的问题；通过基于模糊逻辑方法得到不同的切削参数对单位切削力的影响，并确定微细铣削加工径向切削深度的优化工艺方法。为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：技术方案一：一种变切深调节装置，包括设置于机床工作台上的测力仪、压板以及加工台，所述加工台通过压板设置在测力仪上；还包括立板、支撑盒、悬柱、紧定螺栓与支撑横板，所述立板垂直设置在加工台上方前部；所述支撑盒垂直设置在立板中部，所述悬柱设有燕尾槽以及刻度标注，所述悬柱设于支撑盒内部，并垂直于立板；所述支撑横板设有燕尾滑块，所述支撑横板垂直于立板设置在支撑盒内部，并通过燕尾滑块和燕尾槽的配合与悬柱构成滑动连接，所述支撑横板上端设有装夹槽，所述紧定螺栓穿过支撑盒与支撑横板相接触；所述支撑横板呈直角梯形，所述支撑横板上边线与水平线构成角度β，所述角度β的取值范围为3°～7°。所述紧定螺栓成对设置，并对称分布在所述支撑横板两侧。技术方案二：本专利技术的径向切削参数优化工艺方法步骤如下(利用所述的装置进行径向切削参数优化方法)：①确定微细铣削单位切削力计算模型：101将工件固定到装夹槽内，滑动支撑横板，通过紧定螺栓将支撑横板固定，读取悬柱上的初始加工刻度并记录；102建立上一个切削周期中的铣刀轮廓与当前切削周期的铣刀轮廓坐标系，记录每次切削所去除的材料以及切削深度不断变化时的峰值，并定义为最大未切削深度，记作hmax，确定最大未切削深度与每齿进给量fz、径向切削深度ae、刀具半径rtool之间的关系： h m a x = f z · c o s θ = f z · 2 r t o o l · a e - a e 2 - f z r t o o l 2 - 2 f z 2 r t o o l · a e - a e 2 + f z 2 - - - ( 1 ) ; ]]>103利用测力仪(1)采集的切削力峰值Fmax，得出单位面积的切削力kc，即微细铣削单位切削力计算模型达式： k c = F max a p · h max = 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变切深调节装置，包括设置于机床工作台上的测力仪(1)、压板(2)以及加工台(3)，其特征在于：所述加工台(3)通过压板(2)设置在测力仪(1)上；还包括立板(4)、支撑盒(5)、悬柱(6)、紧定螺栓(9)与支撑横板(7)，所述立板(4)垂直设置在加工台(3)上方前部；所述支撑盒(5)垂直设置在立板(4)中部，所述悬柱(6)设有燕尾槽(6‑1)以及刻度标注，所述悬柱(6)设于支撑盒(5)内部，并垂直于立板(4)；所述支撑横板(7)设有燕尾滑块(7‑1)，所述支撑横板(7)垂直于立板(4)设置在支撑盒(5)内部，并通过燕尾滑块(7‑1)和燕尾槽(6‑1)的配合与悬柱(6)构成滑动连接，所述支撑横板(7)上端设有装夹槽(8)，所述紧定螺栓(9)穿过支撑盒(5)与支撑横板(7)相接触；所述支撑横板(7)呈直角梯形，所述支撑横板(7)上边线与水平线构成角度β，所述角度β的取值范围为3°～7°。

【技术特征摘要】
1.一种变切深调节装置，包括设置于机床工作台上的测力仪(1)、压板(2)以及加工台(3)，其特征在于：所述加工台(3)通过压板(2)设置在测力仪(1)上；还包括立板(4)、支撑盒(5)、悬柱(6)、紧定螺栓(9)与支撑横板(7)，所述立板(4)垂直设置在加工台(3)上方前部；所述支撑盒(5)垂直设置在立板(4)中部，所述悬柱(6)设有燕尾槽(6-1)以及刻度标注，所述悬柱(6)设于支撑盒(5)内部，并垂直于立板(4)；所述支撑横板(7)设有燕尾滑块(7-1)，所述支撑横板(7)垂直于立板(4)设置在支撑盒(5)内部，并通过燕尾滑块(7-1)和燕尾槽(6-1)的配合与悬柱(6)构成滑动连接，所述支撑横板(7)上端设有装夹槽(8)，所述紧定螺栓(9)穿过支撑盒(5)与支撑横板(7)相接触；所述支撑横板(7)呈直角梯形，所述支撑横板(7)上边线与水平线构成角度β，所述角度β的取值范围为3°～7°。2.根据权利要求1所述的一种变切深调节装置，其特征在于：所述紧定螺栓(9)成对设置，并对称分布在所述支撑横板(7)两侧。3.利用权利要求1所述的装置进行径向切削参数优化工艺方法，其特征在于步骤如下：①确定微细铣削单位切削力计算模型：101将工件固定到装夹槽(8)内，滑动支撑横板(7)，通过紧定螺栓(9)将支撑横板(7)固定，读取悬柱(6)上的初始加工标尺刻度并记录；102建立上一个切削周期中的铣刀轮廓与当前切削周期的铣刀轮廓坐标系，记录每次切削所去除的材料以及切削深度不断变化时的峰值，并定义为最大未切削深度，记作hmax，确定最大未切削深度与每齿进给量fz、径向切削深度ae、刀具半径rtool之间的关系： h max = f z · cos θ = f z · 2 r t o o l · a e - a e 2 - f z r t o o l 2 - 2 f z 2 r t o o l · a e - a e 2 + f z 2 - - - ( 1 ) ; ]]>103利用测力仪(1)采集的切削力峰值Fmax，得出单位面积的切削力kc，即微细铣削单位切削力计算模型达式： k c = F max a p · h m a x = F m a x · r t o o l 2 - 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王西彬，高守锋，焦黎，王东前，颜培，刘志兵，王昭，彭振新，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11