[發明專利]圓周銑削過程銑削力系數與刀具徑向偏心標定方法

無效

• 申請號: 200910020906.9
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101491844A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 萬敏;張衛紅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 黃毅新

技術領域

本發明涉及一種參數標定方法，特別是圓周銑削過程銑削力系數與刀具徑向偏心標定方法，適用于金屬材料圓周銑削過程。

背景技術

圓周銑削主要是通過立銑刀在材料表面切除多余的材料層來獲得理想的工件形狀、尺寸以及表面光潔度的機械加工方法。銑削過程涉及到刀刃與切削層材料之間的剪切作用，前刀面與切屑之間、后刀面與已加工表面之間的摩擦作用，刀具磨損等物理現象。導致這些物理現象發生的功率消耗在力學上即表現為銑削力的作用，根據Merchant正交切削和斜角切削模型，銑削過程的銑削力常被表示為：“銑削力＝銑削力系數×切屑載荷”的形式。使用該公式時，需要知道銑削力系數以及切屑載荷的大小。切屑載荷一般根據刀具偏心和預設定的進給率計算得到，但由于銑削過程中刀具和工件的動態耦合作用，刀具偏心很難通過試驗直接測試得到。因而，為了實現對切削力的有效建模，對銑削力系數和刀具偏心的有效標定是關鍵。

文獻1“E.Budak，Y.Altintas，E.J.A.Armarego，Prediction?of?milling?force?coefficients?fromorthogonal?cutting?data，Transactions?of?the?ASME?Journal?of?Manufacturing?Science?andEngineering?118(1996)216-224.”公開了一種利用實測平均銑削力標定常值銑削力系數的方法，這種方法忽略了刀具偏心且需要做大量的銑削試驗來保證標定精度，試驗成本高。

參照附圖，文獻2“J.H.Ko，W.S.Yun，D.W.Cho，K.F.Ehmann，Development?of?a?virtualmachining?system-Part?1：approximation?of?the?size?effect?for?cutting?force?prediction.Journal?ofMachine?Tools?and?Manufacture?42(2002)1595-1605.”公開了一種利用實測瞬時銑削力標定瞬時銑削力系數和刀具徑向偏心參數ρ和λ的方法，該方法的基本步驟如下：

(1)設置k＝0，l＝0。k、l表示迭代步。

(2)假設刀具徑向偏心參數值ρ_k＝kΔρ、λ_l＝lΔλ，依據給定的切削參數和ρ_k、λ_k計算切屑載荷。Δρ和Δλ表示迭代步長。

(3)使用步驟(1)得到的切屑載荷和試驗實測瞬時銑削力，計算與ρ_k、λ_k對應的瞬時銑削力系數，并計算所得到的瞬時銑削力系數的標準方差。

(4)設置k＝k+1。

(5)如果ρ_k≤ρ_cri，重復步驟(2)到步驟(4)；如果ρ_k＞ρ_cri，設置k＝0，l＝l+1。ρ_cri表示刀具偏心量ρ可能達到的最大上限值。

(6)如果λ_l≤2π，重復步驟(2)到步驟(5)；如果λ_l＞2π，迭代結束。

(7)選擇標準方差最小的瞬時銑削力系數作為標定得到的銑削力系數值，對應的ρ_k及λ_k作為標定得到的刀具徑向偏心參數值。

從以上步驟可以看出，該方法是通過參數研究進行優選實現標定，這種方法需要掃描每一種可能的參數組合情況，計算工作量大，比如，若ρ_cri＝50μm、Δρ＝1μm、Δλ=π360,]]>按照上面的步驟，需要50×360＝18000個迭代步才能完成標定。

發明內容