本發明實施例公開的一種螺紋車削的切削力預測方法，包括：獲取車削待加工螺紋的螺紋車刀的刀具幾何參數、螺紋切削參數及所述待加工螺紋的螺紋幾何參數；獲取所述待加工螺紋的切削區域的切削系數和刃口摩擦系數；根據所述刀具幾何參數確定刀尖切屑角度；以及根據所述刀具幾何參數、所述刀尖切屑角度、所述螺紋幾何參數、所述切削系數以及所述刃口摩擦系數預測所述螺紋車刀車削所述待加工螺紋的切削力。本發明實施例可提高螺紋車削加工中的切削力預測精度、簡化預測過程，為螺紋切削加工工藝優化提供重要支撐。

技術領域

本發明涉及螺紋車削加工技術領域，尤其涉及一種螺紋車削的切削力預測方法和一種螺紋車削的切削力預測裝置。

背景技術

螺紋零件作為常見的固定聯接和運動轉換部件，已廣泛應用于制造業領域，其制造精度直接影響機械產品性能及使用壽命。因此，保證螺紋的加工精度和加工質量就顯得尤為重要。隨著數控機床的加工性能提升，螺紋車削加工技術在機械制造領域中也得到快速發展。

螺紋車削加工過程，是在車床上通過控制進給運動與主軸轉速同步進而加工出螺旋槽形狀的過程。在徑向進刀的螺紋車削下，螺紋車刀沿螺紋的徑向方向進給。在加工過程中，各切削刃同時參與切削加工，因此，其切削力的評定和預測較為復雜。而切削力的預測和確定，不僅能解釋加工后工件表面硬化層的形成，還是檢測工件表面殘余應力的重要參數，通過切削力的評定和預測，可以更好的選擇合適的加工機床以及優化切削參數。但是，現有的切削力預測和確定模型的預測精度較差、預測過程復雜，且切削力的機械預測模型和經驗公式大多只適用于特定的刀具與工件組合，存在著通用性差的問題。因此，迫切需要一種預測精度高、預測過程簡單的切削力預測方法，作為外螺紋切削加工工藝優化的重要理論支撐，從而進一步優化外螺紋車削加工的加工工藝。

發明內容

針對現有技術中的至少部分不足和缺陷，本發明實施例提供一種螺紋車削的切削力預測方法和一種螺紋車削的切削力預測裝置，可提高螺紋車削加工中的切削力預測精度、簡化預測過程。

具體地，本發明實施例提供的一種螺紋車削的切削力預測方法，包括：獲取車削待加工螺紋的螺紋車刀的刀具幾何參數、螺紋切削參數、所述待加工螺紋的螺紋幾何參數、切削區域的切削系數和刃口摩擦系數，其中所述刀具幾何參數包括所述螺紋車刀的刀尖角ε_r和刀尖圓弧半徑r_ε，所述螺紋切削參數包括徑向進給量a_p、進刀次數n，所述螺紋幾何參數包括螺紋高度H，所述切削系數包括切向切削系數K_tc和軸向切削系數K_ac，所述刃口摩擦系數包括切向刃口摩擦系數K_te和軸向刃口摩擦系數K_ae；根據所述刀尖角ε_r確定刀尖切屑角度θ₁，其中所述刀尖切屑角度θ₁滿足確定車削所述待加工螺紋的切屑面積A，其中，當H≤r_ε(1-cosθ₁)時，切削方式為圓弧切削刃切削方式，所述切屑面積A滿足：A₁為圓弧切削刃的切屑面積，θ為瞬時切屑角度，h(θ)為瞬時切屑厚度且滿足為所述定位角且滿足當H＞r_ε(1-cosθ₁)時，切削方式為圓弧切削刃和直線切削刃切削方式，所述切屑面積A滿足：A₂為直線切削刃的切屑面積，預測車削所述待加工螺紋的切削力，其中，當H≤r_ε(1-cosθ₁)時，所述切削力滿足：

當H＞r_ε(1-cosθ₁)時，所述切削力滿足：