本發(fā)明涉及一種刀具刃口刃形保持性檢測(cè)方法，具體涉及一種車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性檢測(cè)方法，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

大螺距內(nèi)螺紋零件是大型壓力機(jī)、核電件等制造設(shè)備中起傳遞扭矩和精度作用的關(guān)鍵零部件，內(nèi)螺紋的左、右螺紋面加工質(zhì)量和一致性直接決定重型設(shè)備的工作性能，螺紋車(chē)刀切削刃刃口刃形對(duì)刀具的性能和左、右螺紋面加工質(zhì)量起重要影響。在車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋過(guò)程中，由于其低速，大切深，大進(jìn)給量的加工特性，不但導(dǎo)致螺紋車(chē)刀單側(cè)切削刃刃口刃形的保持性下降，同時(shí)左、右切削刃刃口刃形的差異性顯著，這嚴(yán)重降低了大螺距內(nèi)螺紋左、右螺紋面加工質(zhì)量和一致性。

目前，已有的關(guān)于刃口刃形檢測(cè)方法主要集中于如何提高刃口半徑和刃形輪廓測(cè)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)針對(duì)切削刃刀尖或切削刃中段進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)判，其核心思想是利用觸覺(jué)探頭或光學(xué)測(cè)量方法檢測(cè)分析切削刃特定位置的形貌，但由于此類(lèi)檢測(cè)方法復(fù)雜，加工大螺距內(nèi)螺紋的螺紋車(chē)刀切削刃遠(yuǎn)長(zhǎng)于普通外圓車(chē)刀，車(chē)削產(chǎn)生的磨損使車(chē)刀刃口刃形的不均勻性進(jìn)一步增強(qiáng)，該方法難以對(duì)螺紋車(chē)刀整刃的刃口刃形進(jìn)行檢測(cè)，因此，難以檢測(cè)螺紋車(chē)刀左、右切削刃刃口刃形的保持性。針對(duì)大螺距內(nèi)螺紋螺紋車(chē)刀所受載荷大，切深大，刃口刃形不均勻性顯著的特性，提出車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性的檢測(cè)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性檢測(cè)方法，以解決已有的刃口刃形檢測(cè)方法難以檢測(cè)加工大螺距內(nèi)螺紋的螺紋車(chē)刀整刃的刃口刃形變化特性的問(wèn)題。

所述車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性檢測(cè)方法包括以下步驟；

步驟一，建立螺紋車(chē)刀左、右切削刃刀具與工件接觸關(guān)系模型；

采用左、右切削刃刀具，延軸向車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋，在加工過(guò)程中，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速方向和刀具進(jìn)給速度方向保持不變，以刀具與工件接觸關(guān)系為基礎(chǔ)，用左切削刃切削和右切削刃切削時(shí)各自的剪切力作用點(diǎn)為力矩中心，構(gòu)建左、右切削刃受力平衡方程；

步驟二，表征螺紋車(chē)刀的刃口刃形變化；

根據(jù)車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋螺紋車(chē)刀磨損特性，以刃口半徑來(lái)表征螺紋車(chē)刀的刃口變化；切削時(shí)在切削刃上產(chǎn)生的塑性變形是影響刃形的主要條件，在后刀面量取塑性變形寬度，用以表征切削刃的刃形變化；

步驟三，設(shè)計(jì)車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)；

針對(duì)步驟一螺紋車(chē)刀左、右切削刃刀具與工件接觸關(guān)系不同而導(dǎo)致磨損后切削刃刃口刃形差異性的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并制備用于車(chē)削大螺距螺紋刀具后刀面磨損實(shí)驗(yàn)的試件和一把用于車(chē)削梯形內(nèi)螺紋的可換刀頭式車(chē)刀，利用cax6140車(chē)床和所述刀具采用軸向分層車(chē)削方法切削右旋梯形內(nèi)螺紋，通過(guò)100次軸向分層切削完成車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)；

步驟四，對(duì)步驟三的車(chē)刀進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢測(cè)分析出車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性；

在vhx-1000超景深顯微鏡下，以刀尖為原點(diǎn)，測(cè)量參與切削的切削刃長(zhǎng)度，根據(jù)切削刃長(zhǎng)度，沿切削刃等間距適當(dāng)選取9個(gè)測(cè)量點(diǎn)并確定其沿切削刃的坐標(biāo)，提取其中一個(gè)切削行程下，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處左、右切削刃刃口半徑，并采取同種方式測(cè)量不同切削行程下刀具左、右切削刃在后刀面上的塑性變形寬度；獲取當(dāng)達(dá)到指定切削行程時(shí)，利用函數(shù)對(duì)刃口半徑和塑性變形寬度的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，分別得到左、右切削刃刃口半徑和塑性變形寬度分布函數(shù)，通過(guò)對(duì)比不同切削行程下左、右切削刃刃口半徑分布函數(shù)的系數(shù)和變換趨勢(shì)，判斷刃口的保持性；對(duì)于左、右切削刃，通過(guò)對(duì)比相同切削行程下塑性變形分布函數(shù)的系數(shù)和變換趨勢(shì)，判斷刃形的保持性。

優(yōu)選的：步驟一中所述的左、右切削刃受力平衡方程為：

左切削刃受力平衡方程為：

右切削刃受力平衡方程為：

式中：φ1為左切削刃的剪切角，φ2為右切削刃的剪切角，fc1為左切削刃的主切削力，fc2為右切削刃的主切削力，ft1為左切削刃刀桿作用于刀具上的力，ft2為右切削刃刀桿作用于刀具上的力，fγ1為左切削刃前刀面所受壓力，fγ2為右切削刃前刀面所受壓力，ffγ1為左切削刃前刀面所受摩擦力，ffγ2為右切削刃前刀面所受摩擦力，fα1為左切削刃后刀面所受壓力，fα2為右切削刃后刀面所受壓力，ffα1為左切削刃后刀面所受摩擦力，ffα2為右切削刃后刀面所受摩擦力，fsh1為左切削刃所受剪切力，fsh2為右切削刃所受剪切力，fshn1為左切削刃所受擠壓力，fshn2為右切削刃所受擠壓力，a1～a7為刀具采用左切削刃切削時(shí)，相應(yīng)的力的作用線(xiàn)到力矩中心的垂直距離。b1～b7為刀具采用右切削刃切削時(shí)，相應(yīng)的力的作用線(xiàn)到力矩中心的垂直距離。

優(yōu)選的：步驟三所述的實(shí)驗(yàn)試件材料為球墨鑄鐵，結(jié)構(gòu)為右旋梯形內(nèi)螺紋，頭數(shù)為1，螺紋長(zhǎng)度為80mm，大徑為148mm，小徑為132mm，中徑為140mm，螺距為16mm，牙型半角為15°，螺旋升角為2°5'，螺紋槽寬為6.5mm；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，螺紋槽寬為11.5mm，該試件的材質(zhì)和規(guī)格尺寸與壓力機(jī)上的大螺距梯形內(nèi)螺紋工件待加工部位的材質(zhì)和規(guī)格尺寸相一致，采用該試件進(jìn)行車(chē)削實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠反映出大螺距梯形內(nèi)螺紋車(chē)削加工過(guò)程中刀具切削刃變形與后刀面磨損狀態(tài)。

優(yōu)選的：步驟三所述的車(chē)刀材料為高速鋼w18cr4v，其切削刃為左、右對(duì)稱(chēng)式結(jié)構(gòu)，并由頂刃與左、右兩個(gè)切削刃連接。左、右刃夾角29°54'，且兩個(gè)切削刃的刃傾角和設(shè)計(jì)前角均為0°；左刃設(shè)計(jì)后角5°2'，刀尖角為104°18'，主偏角75°42'；右刃設(shè)計(jì)后角6°26'，刀尖角為105°36'，主偏角105°36'。

優(yōu)選的：步驟三所述車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案為：通過(guò)100次軸向分層切削完成車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)；左螺紋面總的軸向去除余量為2.5mm，右螺紋面總的軸向去除余量為2.5mm。具體切削參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為10rpm，進(jìn)給量16mm/r，切削深度8mm，左右切削刃單次加工余量均為0.05mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有以下效果：本發(fā)明針對(duì)螺紋車(chē)刀刃口刃形的保持性，建立左、右切削刃刀具與工件接觸關(guān)系分析模型和受力平衡方程；為對(duì)比和揭示刃口刃形的保持性和差異性，提出螺紋車(chē)刀的磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法；以檢測(cè)螺紋車(chē)刀整刃刃口為目的，提出對(duì)切削刃刃口半徑保持性的檢測(cè)方法；以檢測(cè)螺紋車(chē)刀整刃刃形為目的，提出對(duì)切削刃塑性變形保持性的檢測(cè)方法，該方法首先分析左、右切削刃的刀具與工件接觸關(guān)系，建立受力平衡方程，發(fā)現(xiàn)左、右切削刃刀具與工件接觸關(guān)系的不同導(dǎo)致左、右切削刃刃口刃形差異性。為揭示刃口刃形的保持性利用等切削行程法，設(shè)計(jì)大螺距螺紋車(chē)刀刃口刃形保持性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)切削刃形貌，采用刃口半徑和塑性變形寬度來(lái)定量表征刃口刃形，沿切削刃等間距選取適當(dāng)個(gè)數(shù)的測(cè)量點(diǎn)并確定其沿切削刃的坐標(biāo)，提取某一切削行程下，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處左、右切削刃刃口半徑、塑性變形寬度數(shù)據(jù)，并利用多項(xiàng)式擬合建立刃口半徑和塑性變形寬度的分布函數(shù)，該方法可用于定量描述車(chē)削大螺距螺紋刀具切削刃刃口刃形的變化狀態(tài)和保持性，為控制刀具使用壽命提供了一種有效手段。

附圖說(shuō)明

圖1是大螺距內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)參數(shù)與切削方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是左切削刃與工件解除關(guān)系及左切削刃受力分析圖；

圖3是右切削刃與工件解除關(guān)系及右切削刃受力分析圖；

圖4是切削刃塑性變形圖；

圖5是切削刃刃口半徑測(cè)量圖；

圖6是切削刃刃口刃形測(cè)量點(diǎn)選取位置圖；

圖7是切削刃區(qū)域劃分圖；

圖8是刀具切削前刃口半徑圖；

圖9是刀具切削后刃口半徑圖；

圖10是左切削刃刃口半徑特性變化圖；

圖11是右切削刃刃口半徑特性變化圖；

圖12是切削刃塑性變形邊界識(shí)別圖；

圖13是左切削刃塑性變形對(duì)比圖；

圖14是右切削刃塑性變形對(duì)比圖；

圖15是右切削刃切削前后刃形對(duì)比圖；

圖16是左切削刃塑性變形寬度的分布圖；

圖17是右切削刃塑性變形寬度的分布圖；

圖18是左切削刃切削行程為55.025m時(shí)的最大塑性變形量及位置圖；

圖19是左切削刃切削行程為110.05m時(shí)的最大塑性變形量及位置圖；

圖20是右切削刃切削行程為55.025m時(shí)的最大塑性變形量及位置圖；

圖21是左切削刃切削行程為110.05m時(shí)的最大塑性變形量及位置圖；

圖22是車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋刀具刃口刃形保持性檢測(cè)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式一：

(1)在cax6140車(chē)床上，始終保持刀具徑向切深與試件螺紋槽深相一致，按每轉(zhuǎn)進(jìn)給量16mm，沿試件軸向方向從右至左，利用刀具的左、右切削刃分別形成左、右螺紋面，最終達(dá)到螺紋牙型工序尺寸及加工表面質(zhì)量要求，具體的工件結(jié)構(gòu)參數(shù)和左、右切削刃軸向分層切削參數(shù)如圖1所示。其中，當(dāng)?shù)毒哐卦嚰S向的進(jìn)刀方向與進(jìn)給方向相同時(shí)，參與切削的為左切削刃；當(dāng)?shù)毒哐卦嚰S向的進(jìn)刀方向與進(jìn)給方向相反時(shí)，參與切削的為右切削刃；圖中：o-xyz為試件坐標(biāo)系，n為工件轉(zhuǎn)速，vf為刀具軸向進(jìn)給速度，d1為大徑，d為中徑，d2為小徑，p為螺距，h為試件牙高，ap為左、右刃軸向分層切削時(shí)的徑向切削深度，zli為左刃切削單次加工余量，zrj為右刃切削單次加工余量，α/2為螺紋牙型半角。

(2)在加工過(guò)程中，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速方向和刀具進(jìn)給速度方向保持不變，刀具左、右切削刃刀具與工件接觸關(guān)系與受力狀況如圖2和圖3所示，圖中v'f1為左切削刃刀具軸向進(jìn)給速度在主剖面上的投影，v'f2為右切削刃刀具軸向進(jìn)給速度在主剖面上的投影vc為切削速度，v1為v'f1和vc1的合速度，v1為v'f2和vc2的合速度，ac為切削層厚度，φ1為左切削刃的剪切角，φ2為右切削刃的剪切角，fc1為左切削刃的主切削力，fc2為右切削刃的主切削力，ft1為左切削刃刀桿作用于刀具上的力，ft2為右切削刃刀桿作用于刀具上的力，fγ1為左切削刃前刀面所受壓力，fγ2為右切削刃前刀面所受壓力，ffγ1為左切削刃前刀面所受摩擦力，ffγ2為右切削刃前刀面所受摩擦力，fα1為左切削刃后刀面所受壓力，fα2為右切削刃后刀面所受壓力，ffα1為左切削刃后刀面所受摩擦力，ffα2為右切削刃后刀面所受摩擦力，fsh1為左切削刃所受剪切力，fsh2為右切削刃所受剪切力，fshn1為左切削刃所受擠壓力，fshn2為右切削刃所受擠壓力。

由圖2和圖3可知，采用左切削刃切削時(shí)，刀具進(jìn)給方向向左，逼近螺紋已加工表面；采用右切削刃切削時(shí)，刀具進(jìn)給方向依然向左，但遠(yuǎn)離螺紋已加工表面；因此，左、右切削刃的刀具與工件接觸關(guān)系不同，試件和切屑作用于刀具上的力的方向以及作用點(diǎn)也不同，左、右切削刃受力存在明顯差別。

(3)以受力分析為基礎(chǔ)，將刀具用左切削刃切削和右切削刃切削時(shí)各自的剪切力作用點(diǎn)作為力矩中心，構(gòu)建左、右切削刃受力平衡方程：

式中：a1～a7為刀具采用左切削刃切削時(shí)，相應(yīng)的力的作用線(xiàn)到力矩中心的垂直距離。b1～b7為刀具采用右切削刃切削時(shí)，相應(yīng)的力的作用線(xiàn)到力矩中心的垂直距離。

由式(1)、(2)可知，刀具采用不同切削刃進(jìn)行切削時(shí)，所受的主切削力、后刀面摩擦力的組成成分相同，但各種力的方向和作用點(diǎn)不同，導(dǎo)致刀具雖然受到相同的進(jìn)給速度和切削速度且始終不變，但左、右切削刃受力不同，切削刃變形和后刀面磨損程度不同。

具體實(shí)施方式二：

(1)根據(jù)車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋螺紋車(chē)刀磨損特性，以刃口半徑來(lái)表征螺紋車(chē)刀的刃口變化；切削時(shí)在切削刃上產(chǎn)生的塑性變形是影響刃形的主要條件，在后刀面量取塑性變形寬度，用以表征切削刃的刃形變化，如圖4和圖5所示，圖中：x’為垂直于切削刃指向刀體內(nèi)部方向，y’為垂直于切削刃的水平方向，z’為沿切削刃遠(yuǎn)離刀尖方向，o1為刃口所在圓弧圓心，rr為刃口半徑，h為切削刃塑性變形寬度。

(2)設(shè)計(jì)并制備用于車(chē)削大螺距螺紋刀具后刀面磨損實(shí)驗(yàn)的試件，該試件材料為球墨鑄鐵，結(jié)構(gòu)為右旋梯形內(nèi)螺紋，頭數(shù)為1，螺紋長(zhǎng)度為80mm，大徑為148mm，小徑為132mm，中徑為140mm，螺距為16mm，牙型半角為15°，螺旋升角為2°5'，螺紋槽寬為6.5mm；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，螺紋槽寬為11.5mm。該試件的材質(zhì)和規(guī)格尺寸與壓力機(jī)上的大螺距梯形內(nèi)螺紋工件待加工部位的材質(zhì)和規(guī)格尺寸相一致，采用該試件進(jìn)行車(chē)削實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠反映出大螺距梯形內(nèi)螺紋車(chē)削加工過(guò)程中刀具切削刃變形與后刀面磨損狀態(tài)。

(3)設(shè)計(jì)和磨制出一把用于車(chē)削螺距16mm梯形內(nèi)螺紋的可換刀頭式車(chē)刀，該刀具材料為高速鋼w18cr4v，其切削刃為左、右對(duì)稱(chēng)式結(jié)構(gòu)，并由頂刃與左、右兩個(gè)切削刃連接，刀具整體結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示，左、右切削刃結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示：

表1刀具整體結(jié)構(gòu)尺寸

表2左、右切削刃結(jié)構(gòu)參數(shù)

使用該刀具進(jìn)行螺距16mm梯形內(nèi)螺紋的精加工，其整體結(jié)構(gòu)和切削刃結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠使試件達(dá)到螺距16mm梯形內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)和加工質(zhì)量要求，并使其左、右切削刃可以分別進(jìn)行多次重復(fù)切削且壽命相近，以保證在車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋時(shí)不因任何一條切削刃壽命不滿(mǎn)足長(zhǎng)切削行程的要求而更換刀具。

(4)利用cax6140車(chē)床和上文所述刀具采用軸向分層車(chē)削方法切削右旋梯形內(nèi)螺紋，其切削方案為：通過(guò)100次軸向分層切削完成車(chē)削大螺距螺紋刀具磨損實(shí)驗(yàn)；左螺紋面總的軸向去除余量為2.5mm，右螺紋面總的軸向去除余量為2.5mm，具體切削參數(shù)如表3所示。

表3切削方案

表中：s為磨損測(cè)量次數(shù)，k為每次測(cè)量磨損的左、右切削刃切削次數(shù)，ns為第s次測(cè)量磨損時(shí)左、右切削刃累計(jì)的切削次數(shù)，zk為左、右切削刃單次加工余量。

以大螺距螺紋的中徑為基準(zhǔn)將螺紋面展開(kāi)，整個(gè)螺紋面長(zhǎng)度為每次軸向分層切削的切削行程，記為y0：

式中：h為螺紋軸向長(zhǎng)度(mm)，s為螺距(mm)。

經(jīng)計(jì)算，整個(gè)螺紋面長(zhǎng)2.201m，即每軸向分層切削一次，單次切削行程y0為2.201m。實(shí)驗(yàn)分別在左、右切削刃切削行程為11.005m、22.01m、33.015m、44.02m、55.025m、66.03m、77.035m、88.04m、99.045m和110.05m時(shí)停刀，采用超景深顯微鏡vhx-1000測(cè)量刀具切削刃刃口半徑、塑性變形和后刀面磨損寬度，每次測(cè)量完成后使用原刀具繼續(xù)切削，整個(gè)實(shí)驗(yàn)共計(jì)測(cè)量10次磨損。

具體實(shí)施方式三：

(1)車(chē)削大螺距內(nèi)螺紋時(shí)，刀具參與切削的切削刃較長(zhǎng)，切削刃刃口半徑、塑性變形寬度和后刀面磨損寬度沿切削刃的分布及其隨切削行程的變化對(duì)刀具壽命影響顯著。為了揭示出三者沿切削刃長(zhǎng)度和切削行程兩個(gè)方向上的變化特性，在vhx-1000超景深顯微鏡下，以刀尖為原點(diǎn)，測(cè)量參與切削的切削刃長(zhǎng)度，沿切削刃等間距適當(dāng)選取k個(gè)測(cè)量點(diǎn)并確定其沿切削刃的坐標(biāo)，提取某一切削行程下，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處左、右切削刃刃口半徑、塑性變形寬度和后刀面磨損寬度數(shù)據(jù)。測(cè)量點(diǎn)選取如圖6所示，圖中：o為刀尖，x為沿切削刃遠(yuǎn)離刀尖方向，k為測(cè)量點(diǎn)個(gè)數(shù)，xm為沿切削刃第m(m＝1,2,…,k)個(gè)測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)(mm)，l為參與切削的切削刃長(zhǎng)度(μm)。

(2)由于刀具切削刃變形與后刀面磨損寬度均在120μm以?xún)?nèi)，為清晰識(shí)別切削刃塑性變形邊界，在超景深顯微鏡上選用200倍進(jìn)行測(cè)量。但由于放大倍數(shù)過(guò)高，無(wú)法一次測(cè)量整條切削刃，故將切削刃沿長(zhǎng)度方向劃分為五個(gè)區(qū)域，進(jìn)行測(cè)量，五個(gè)區(qū)域的總長(zhǎng)度為10mm，刀具切削刃磨損長(zhǎng)度約為8mm，刀具參與切削部分切削刃全部位于五個(gè)區(qū)域之中，如圖7所示。刀具左、右切削刃初始刃口半徑如表4所示。

表4刀具左、右切削刃初始刃口半徑

上述實(shí)驗(yàn)刀具在切削前刃口半徑分布較為均勻，在切削后，受切削刃塑性變形的影響，刃口半徑發(fā)生了一定程度的改變，如圖8和圖9所示。

(3)考慮刃口半徑沿切削刃長(zhǎng)度和切削行程兩個(gè)方向上的變化特性，基于最小二乘法原理，利用matlab對(duì)測(cè)得的刃口半徑數(shù)值進(jìn)行二元高次多項(xiàng)式擬合，得出刃口半徑分布函數(shù)的表達(dá)式。

式中：x為距刀尖距離，y為切削行程，p是距刀尖距離x的最高次冪，q是切削行程y的最高次冪，u是在具體函數(shù)項(xiàng)中距刀尖距離x的冪，v是在具體函數(shù)項(xiàng)中切削行程y的冪，quv為分布函數(shù)中各項(xiàng)系數(shù)，q00為擬合的誤差修正項(xiàng)。

此時(shí)，qu0x^u反映了刃口半徑隨切削刃長(zhǎng)度方向位置的改變而變化的特性，q0vy^v反映了刃口半徑隨切削行程增大而變化的特性，quvx^uy^v則反映了切削刃長(zhǎng)度方向位置和切削行程的改變對(duì)刃口半徑的共同影響。

(4)通過(guò)增加左、右切削刃的重復(fù)切削次數(shù)以增大刀具切削行程，根據(jù)不同切削行程條件下測(cè)量的刃口半徑數(shù)據(jù)，進(jìn)行二元高次多項(xiàng)式擬合；當(dāng)m＝5，n＝5時(shí)，擬合誤差平方和和均方根誤差最小，復(fù)相關(guān)系數(shù)最接近1，擬合精度最高。獲得切削刃刃口半徑分布函數(shù)系數(shù)如表5所示。

表5分布函數(shù)系數(shù)表

由表5可知，刀具左、右切削刃刃口半徑沿切削刃的分布特性和隨切削行程的變化特性基本相同，但左切削刃刃口半徑沿切削刃分布的不均勻性比右切削刃明顯，切削行程的改變對(duì)左切削刃刃口半徑影響較大。

不同切削行程下，根據(jù)刃口半徑分布函數(shù)，刀具左、右切削刃刃口半徑的變化特性如圖10和圖11所示。

由圖10和圖11可知，刀具左切削刃刃口半徑整體大于刀具右切削刃，且刃口半徑沿切削刃方向差異較大，隨著切削行程的增大，差異性逐漸增大。刀具右切削刃刃口半徑在切削前沿切削刃方向差異較大，但隨著切削行程的增大，差異性逐漸減小。

具體實(shí)施方式四：

(1)選取后刀面上切削刃塑性變形寬度為切削刃刃形評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于刀具沿切削刃存在不同程度的塑性變形，為準(zhǔn)確識(shí)別切削刃塑性變形與后刀面磨損寬度邊界，以切削行程為110.05m時(shí)右切削刃區(qū)域五為例，沿未參與切削的切削刃繪制一條直線(xiàn)，假設(shè)為理想切削刃，以此為基準(zhǔn)，沿該直線(xiàn)垂直方向，測(cè)量切削刃塑性變形寬度，如圖12所示。

上述實(shí)驗(yàn)刀具在切削前切削刃接近于一條理想直線(xiàn)，在切削過(guò)程中，切削刃發(fā)生明顯的塑性變形，導(dǎo)致刃形呈現(xiàn)曲線(xiàn)狀態(tài)，如圖13和圖14所示，圖13左側(cè)為切削行程為55.025m時(shí)切削刃塑性變形圖，右側(cè)為切削行程為110.05m時(shí)切削刃塑性變形圖；圖14左側(cè)為削行程為55.025m時(shí)切削刃塑性變形圖，右側(cè)為切削行程為110.05m時(shí)切削刃塑性變形圖。

以右切削刃區(qū)域三為例，在切削行程為0m時(shí)和切削行程為110.5m時(shí)，其刃形狀態(tài)的對(duì)比如圖15所示，圖15左側(cè)為切削行程為0m時(shí)的刃形狀態(tài)圖，右側(cè)為切削行程為110.5m時(shí)的刃形狀態(tài)圖。

(2)在切削前、切削中期和切削結(jié)束時(shí)，對(duì)左、右切削刃塑性變形寬度進(jìn)行測(cè)量，其塑性變形寬度的分布如圖16和圖17所示。

由圖16和圖17可知，隨著切削行程的增大，左、右切削刃塑性變形寬度均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；在整個(gè)切削過(guò)程中，右切削刃塑性變形沿切削刃方向差異始終不大，分布較為均勻。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，獲得刀具左、右切削刃在不同切削行程下的最大塑性變形量及其位置如圖18至圖21所示。

由圖18至圖21可知，刀具左、右切削刃最大塑性變形及其位置不同，且隨著切削行程而改變；由此可知，左、右切削刃受力的差別已經(jīng)影響到切削刃的變形和后刀面磨損。

(3)利用matlab對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的切削刃塑性變形寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，獲取當(dāng)切削行程為ys時(shí)，左、右切削刃塑性變形寬度分布函數(shù)，如式(5)所示。

b(x,ys)＝pmx^m+pm-1x^m-1+…+p1x+p0(5)

式中：b為切削刃塑性變形寬度(μm)，m是在分布函數(shù)中出現(xiàn)的x的最高次冪，pm為分布函數(shù)中各項(xiàng)系數(shù)，pmx^m反映了塑性變形寬度沿切削刃的分布特性。

對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，獲得左切削刃不同切削行程下塑性變形寬度分布函數(shù)如式(6)所示，右切削刃不同切削行程下塑性變形寬度分布函數(shù)如式(7)所示。

由式(6)、(7)可知，塑性變形改變了原始切削刃的狀態(tài)，在整個(gè)切削過(guò)程中，塑性變形寬度不是在始終增長(zhǎng)，而是先增長(zhǎng)再減小，右切削刃塑性變形比左切削刃嚴(yán)重。

本實(shí)施方式只是對(duì)本專(zhuān)利的示例性說(shuō)明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒(méi)有超出本專(zhuān)利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。