一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法技术

本发明专利技术公开了一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，属于机械加工技术领域。该方法在生产现场，针对不同品牌的待试切刀具，使用一个标准的试切件进行试切，通过对比试切件的被加工表面粗糙度，能快速获取不同品牌被试切刀具在相同工况下的加工性能；并采用黄金分割的优选实验方法，快速获取切削刀具较优的切削参数，从而提高刀具试切效率，缩短刀具试切周期，消除产品试切的质量风险。

【技术实现步骤摘要】
一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法
本专利技术涉及金属切削领域，具体涉及一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法。
技术介绍
在金属切削过程中，刀具完成切削工作，其切削性能好坏直接影响加工成本、加工质量及效率。为满足数控技术的高速发展，数控刀具技术的更新更是日新月异，各刀具厂商都针对不同工件材料研发了不同的刀具材料、涂层及刀具几何参数，且各具特点。而对数控刀具的应用，却是参差不齐，在数控加工技术应用沉淀好的企业里，形成了一定的数控刀具选用规范和刀具切削参数库，供车间数控程编员使用；反之，在数控加工技术应用沉淀不好的企业里，数控刀具及切削参数的选择，依靠车间数控程编员的个人经验而定。在面对难加工材料或新型材料时，个人经验就显得力不从心，在这种情况的生产现场，通常是由用户根据待加工的工件材料及切削条件，向各个品牌的刀具商提出加工需求，刀具商以此需求再提供多种材质的刀具进行现场试切。在目前的生产性企业里，往往没有一个专业的部门对刀具进行系统性的试切实验，基本都是车间数控程编工艺员根据被加工零件及刀具商提供的切削参数进行刀具试切；同时，刀具试切大部分是程编员根据刀具商提供的刀具和切削参数以及当初被加工零件的工况，修改加工程序进行刀具试切，由此带来以下几个问题：①为实现不同刀具较优的切削性能，程编员需要根据不同刀具商提供的切削参数，反复修改加工程序，增加程编员工作量，且刀具试切周期长；②采用交付客户的最终产品进行刀具试切，对工厂而言，存在极大的产品质量风险；③在工厂的生产现场，一般没有专业的刀具试切所需的测力设备、刀具磨损检测设备，无法采用实验室的“切削力及刀具后刀面磨损”等指标进行被试切刀具的切削性能评价。因此，需要提供一种适用于生产现场的数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，通过对比试切件的被加工表面粗糙度，快速获取不同被试切刀具在相同工况下的加工性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，其特征在于，包括如下步骤：A、设计斜面角度为10～15°的斜块作为待试切刀具的标准试切件；B、基于数控系统宏参数变量设计标准试切加工程序，将不同的待试切刀具的主轴切削线速度Vc、刀具直径D、刀具每齿进给量Fz、刀具齿数Z、刀具初始切削深度作为宏参数的变量值，根据各被试切刀具的几何参数和切削参数，修改标准试切加工程序的相应宏参数变量进行试切实验；C、将标准试切件装夹到机床工作台上的夹具上，启动机床，使用相应的被试切刀具对试切件进行加工；D、对比分析各试切刀具在满刀切削的工况下，试切件表面的粗糙度，表面无振纹L越长则加工性能最好。进一步的，所述的根据各被试切刀具的几何参数和切削参数，修改标准试切加工程序的相应宏参数变量进行试切实验，方法如下：B1、采用黄金分割法原则，计算并选取实验参数，所述参数包括刀具每齿进给量Fz′和切削线速度Vc′；B2、将计算得到的刀具每齿进给量Fz′和切削线速度Vc′代入所述宏变量中；B3、采用标准试切件和标准程序进行刀具的试切加工；B4、通过目视观察或游标卡尺测量试切件加工表面的无振纹L长度，并进行标记、记录；B5、重复B1到B4，对比试切刀具在试切件加工表面留下的无振纹长度值的大小，试切件加工表面无振纹L最长的一组切削参数即为优选的刀具每齿进给量和切削线速度；B6、同时测量试切件加工表面无振纹L最长的Z向深度值，即为该组切削参数的切深Ap，切宽Ae即为刀具直径D。进一步的，所述的采用黄金分割法原则，计算并选取实验参数包括如下步骤：假设某直径为d、齿数为Z的试切刀具，其参考切削线速度Vc＝a～bm/min，参考刀具每齿进给量Fz＝c～dmm/齿，则：按照如下公式选取第一次的实验参数值：Fz1＝(d-c)*0.618+c；Vc1＝(b-a)*0.618+a；按照如下公式选取第二次的实验参数值：Fz2＝d+c-Fz1；Vc2＝b+a-Vc1；按照如下公式选取第三次的实验参数值：Fz3＝Fz1+c-Fz2；Vc3＝Vc1+a-Vc2；以此类推获取第四次、第五……的实验参数值选取。综上所述，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术所述方法，通过设计的一种标准斜块试切件，采用设计的标准数控宏程序进行试切加工，并通过目视观察和游标卡尺测量试切件的被加工表面，即可快速的获得不同刀具的加工性能；避免工艺员反复修改加工程序，减轻工艺员劳动强度；2、本方法采用黄金分割法原则科学的设计实验参数，快速获取切削刀具较优的切削参数，从而提高刀具试切效率，缩短刀具试切周期，消除产品试切的质量风险；3、本方法在工厂的生产现场易于实现，即使没有专业的刀具试切所需的测力设备、刀具磨损检测设备等，也可以对“切削力及刀具后刀面磨损”等指标进行被试切刀具的切削性能评价。附图说明图1是本专利技术的结构模型图；图2是本专利技术的试切走刀方向示意图。图3是试切件被不同的试切刀具加工后的零件表面形态示意图。图中：1、试切刀具，2、试切件，3、机床工作台，4、虎钳。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例提供了一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，适用于生产现场，其包括以下步骤：步骤一、设计为如图2所示的斜块作为待试切刀具1的被加工标准试切件2，斜面角度为10～15度。步骤二、将通用虎钳安装在机床工作台3上并找正，并用虎钳4夹持标准试切件，建立加工坐标系。步骤三、调用标准试切加工程序，根据需要修改标准试切加工程序的切削参数变量。标准试切加工程序见表1。其中，所述的标准试切加工程序采用宏程序进行设计，每次试切根据需要而改变主轴线速度Vc、刀具直径D、刀具每齿进给量Fz、刀具齿数Z、刀具初始切削深度等切削参数的变量值，即可完成不同刀具不同切削参数的试切加工；针对同一规格不同品牌的刀具，不改变切削的线速度、每齿进给量和初始切削深度，以保证在相同的加工工况下进行有效的对比实验。表1NC程序代码及对应注释步骤四、启动机床加工标准试切件，对待试切的A、B、C、D品牌刀具进行试切加工。步骤五，分析不同品牌刀具(A品牌刀具、B品牌刀具、C品牌刀具、D品牌刀具)在满刀切削的工况下，对比各被加工试切件表面的粗糙度，如图3所示，图a)、b)、c)、d)分别对应A、B、C、D四个品牌刀具加工的试切件表面。通过直观的目视和游标卡尺测量，表面无振纹Lc>La>Lb>Ld，可快速的判断出C品牌刀具的加工性能最好。通过上述加工步骤进行不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA、设计斜面角度为10~15°的斜块作为待试切刀具的标准试切件；/nB、基于数控系统宏参数变量设计标准试切加工程序，将不同的待试切刀具的主轴切削线速度Vc、刀具直径D、刀具每齿进给量Fz、刀具齿数Z、刀具初始切削深度作为宏参数的变量值，根据各被试切刀具的几何参数和切削参数，修改标准试切加工程序的相应宏参数变量进行试切实验；/nC、将标准试切件装夹到机床工作台上的夹具上，启动机床，使用相应的被试切刀具对试切件进行加工；/nD、对比分析各试切刀具在满刀切削的工况下，试切件表面的粗糙度，表面无振纹L越长则加工性能最好。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、设计斜面角度为10~15°的斜块作为待试切刀具的标准试切件；
B、基于数控系统宏参数变量设计标准试切加工程序，将不同的待试切刀具的主轴切削线速度Vc、刀具直径D、刀具每齿进给量Fz、刀具齿数Z、刀具初始切削深度作为宏参数的变量值，根据各被试切刀具的几何参数和切削参数，修改标准试切加工程序的相应宏参数变量进行试切实验；
C、将标准试切件装夹到机床工作台上的夹具上，启动机床，使用相应的被试切刀具对试切件进行加工；
D、对比分析各试切刀具在满刀切削的工况下，试切件表面的粗糙度，表面无振纹L越长则加工性能最好。


2.根据权利要求1所述的一种数控铣削刀具快速试切及切削参数优选方法，其特征在于，所述的根据各被试切刀具的几何参数和切削参数，修改标准试切加工程序的相应宏参数变量进行试切实验，方法如下：
B1、采用黄金分割法原则，计算并选取实验参数，所述参数包括刀具每齿进给量Fz´和切削线速度Vc´；
B2、将计算得到的刀具每齿进给量Fz´和切削线速度Vc´代入所述宏变量中；
B3、采用标准试切件和标准程序进行刀具的试切加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思涛，温良，苟绍轩，李成华，韩文强，陈伟，庞敏，汪小东，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51