一种刀具切削性能测试方法与流程

本发明涉及复杂型面切削加工，尤其涉及一种刀具切削性能测试方法。

背景技术：

1、球头铣刀是复杂曲面半精加工与精加工的核心刀具，广泛应用于精密模具流道型腔、航空航天的整体叶盘与涡轮叶片、汽车覆盖件模具等高端制造领域，其加工质量直接影响零部件的疲劳寿命、气动效率及表面光泽。随着制造业对几何精度与表面完整性要求日益严苛，球头铣刀的切削性能已成为制约加工质量与效率的关键因素。

2、目前，球头铣刀的切削性能测试普遍采用斜面、平面或单一曲率半径的标准试件，在恒定参数下进行磨损试验。然而，此类试件几何结构过于简化，切削过程为准稳态工况，无法真实模拟刀具在曲面样件加工中的实际工况，导致测试数据难以全面、系统地评价刀具的真实切削性能，无法为刀具的设计改进与制造工艺优化提供有效的数据支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种刀具切削性能测试方法，以解决相关技术中球头铣刀切削性能测试存在的上述问题。

2、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种刀具切削性能测试方法，包括以下步骤：

4、确定刀具对曲面样件的加工刀路，以及所述加工刀路的目标坐标；

5、基于所述加工刀路，所述刀具对所述曲面样件进行切削，确定所述加工刀路的实际坐标；

6、对比所述目标坐标和所述实际坐标，获取所述刀具加工所述曲面样件的误差分布。

7、作为可选的技术方案，确定刀具对曲面样件的加工刀路，以及所述加工刀路的目标坐标，包括：

8、构建所述曲面样件的三维模型；

9、基于所述三维模型确定所述曲面样件的加工刀路和目标坐标。

10、作为可选的技术方案，构建所述曲面样件的三维模型，包括：

11、基于基准坐标系构建第一贝塞尔曲线和第二贝塞尔曲线，以及扫掠引导线；

12、以所述第一贝塞尔曲线和所述第二贝塞尔曲线为截面轮廓，根据所述扫掠引导线为引导进行空间扫掠操作，构建所述曲面样件的三维模型。

13、作为可选的技术方案，所述曲面样件的曲面沿所述刀具的进给方向和步距方向均具有连续变化的曲率特征。

14、作为可选的技术方案，基于所述三维模型确定所述曲面样件的加工刀路和目标坐标，包括：

15、在所述三维模型的表面按预设步距自动生成目标检测点，基于基准坐标系确定所述曲面样件的目标坐标；

16、基于所述三维模型和所述刀具的工艺要求，编制所述刀具相对所述曲面样件的加工轨迹，生成加工轨迹坐标文件。

17、作为可选的技术方案，基于所述加工刀路，所述刀具对所述曲面样件进行切削，确定所述加工刀路的实际坐标，包括：

18、将待测所述刀具装夹固定于数控机床，并运行生成的加工轨迹坐标文件；

19、根据所述加工刀路和所述三维模型，完成所述刀具对所述曲面样件的切削测试，获取切削完成的所述曲面样件的加工表面；

20、根据切削完成的所述曲面样件的加工表面确定所述加工刀路的目标坐标对应位置的所述实际坐标。

21、作为可选的技术方案，所述刀具按照所述加工刀路对所述曲面样件进行切削时，根据所述曲面样件的曲率变化，所述刀具与所述曲面样件的接触点沿所述刀具的球头轮廓连续平滑的移动。

22、作为可选的技术方案，在对比所述目标坐标和所述实际坐标之前，还包括：

23、获取所述刀具的形貌特征；

24、通过测量所述刀具切削前后的轮廓变化来量化所述刀具的磨损速率与磨损形态。

25、作为可选的技术方案，对比所述目标坐标和所述实际坐标，获取所述刀具加工所述曲面样件的误差分布，包括：

26、基于所述目标坐标和所述实际坐标，确定所述加工刀路的坐标差值；

27、基于所述坐标差值，生成所述刀具切削所述曲面样件的加工误差的空间分布图；

28、对比所述刀具加工出的所述曲面样件的误差分布，定量评估所述刀具的切削综合性能。

29、作为可选的技术方案，对比不同结构的所述刀具在相同切削参数条件下加工出的所述曲面样件的误差分布；或

30、对比同一所述刀具在不同磨损阶段加工出的所述曲面样件的误差分布。

31、本发明提供的刀具切削性能测试方法至少具备以下有益效果：

32、该刀具切削性能测试方法包括：确定刀具对曲面样件的加工刀路，以及加工刀路的目标坐标；基于加工刀路，刀具对曲面样件进行切削，确定加工刀路的实际坐标；对比目标坐标和实际坐标，获取刀具加工曲面样件的误差分布。能够真实模拟刀具在曲面样件加工中的实际工况，从而能够全面、系统地实现对刀具切削性能的准确评价，为刀具的设计改进与制造工艺优化提供数据支撑。

1.一种刀具切削性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，确定刀具对曲面样件的加工刀路，以及所述加工刀路的目标坐标，包括：

3.根据权利要求2所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，构建所述曲面样件的三维模型，包括：

4.根据权利要求3所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，所述曲面样件的曲面沿所述刀具的进给方向和步距方向均具有连续变化的曲率特征。

5.根据权利要求2所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，基于所述三维模型确定所述曲面样件的加工刀路和目标坐标，包括：

6.根据权利要求2所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，基于所述加工刀路，所述刀具对所述曲面样件进行切削，确定所述加工刀路的实际坐标，包括：

7.根据权利要求6所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，所述刀具按照所述加工刀路对所述曲面样件进行切削时，根据所述曲面样件的曲率变化，所述刀具与所述曲面样件的接触点沿所述刀具的球头轮廓连续平滑的移动。

8.根据权利要求1所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，在对比所述目标坐标和所述实际坐标之前，还包括：

9.根据权利要求1所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，对比所述目标坐标和所述实际坐标，获取所述刀具加工所述曲面样件的误差分布，包括：

10.根据权利要求9所述的刀具切削性能测试方法，其特征在于，对比不同结构的所述刀具在相同切削参数条件下加工出的所述曲面样件的误差分布；或