[發(fā)明專利]一種考慮剛度時(shí)變的大切除率銑削顫振監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410648345.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN105678043A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣永翔;馬駿;李秋;朱娜;張子淼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;B23Q17/12;B23Q15/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮剛度時(shí)變的大切除率銑削顫振監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

S10：刀具—工件耦合系統(tǒng)時(shí)變傳遞函數(shù)模型的建立；

S20：基于時(shí)變耦合傳遞函數(shù)測(cè)量的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建；

S30：銑削顫振穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)模型的建立；

S40：顫振優(yōu)化加工參數(shù)控制指導(dǎo)方案的提出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銑削加工顫振在線尋優(yōu)方法，其特征在于，所述刀具—工件耦合系統(tǒng)時(shí)變傳遞函數(shù)模型根據(jù)如下公式建立：

（1）

其中，H_x為刀具—工具耦合系統(tǒng)x向傳遞函數(shù)，m/N；H_y為刀具—工具耦合系統(tǒng)y向傳遞函數(shù)，m/N；H_wx為工件x向傳遞函數(shù)，m/N；H_wy為工件y向傳遞函數(shù)，m/N；H_tx為刀具x向傳遞函數(shù)，m/N；H_ty為刀具y向傳遞函數(shù)，m/N；X_wx為工件x軸方向上的位移，m；X_wy為工件y軸方向上的位移，m；X_tx為刀具x軸方向上的位移，m；X_ty為刀具y軸方向上的位移，m；F_x為x方向上的切削力，N；F_y為y方向上的切削力，N。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮剛度時(shí)變的大切除率銑削顫振監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S20具體包括以下步驟：

S201：將主軸的緩慢升速作為步進(jìn)掃描的正弦激勵(lì)，采用位移傳感器測(cè)量工件子系統(tǒng)x、y向的振動(dòng)位移信號(hào)X_wx、X_wy，測(cè)力儀測(cè)量刀具子系統(tǒng)x、y向的切削力信號(hào)F_x、F_y，代入公式（1），獲得H_tx、H_ty;

S202：忽略刀具安裝誤差及切削過程中的微量破損，銑削過程中的刀具子系統(tǒng)為剛性時(shí)不變系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的力錘敲擊法或正弦掃頻實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法獲得傳遞函數(shù)H_wx、H_wy;

S203：將所述步驟S201和S202代入公式（1），獲得刀具—工件耦合系統(tǒng)時(shí)變傳遞函數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銑削加工顫振在線尋優(yōu)方法，其特征在于，所述銑削顫振穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)模型根據(jù)如下公式建立：

（2）

（3）

其中，a_plim為軸向切深；Z為銑刀齒數(shù)；A₀為動(dòng)態(tài)銑削力系數(shù)，無量綱；K_t為切向銑削力系數(shù)，N/m；n為主軸轉(zhuǎn)速；ω_c為顫振頻率，HZ；Jr為刀齒在周期T內(nèi)留在切削表面全部振紋的整波數(shù)；Re[H(jω)_r]為刀具工件耦合系統(tǒng)第r階傳遞函數(shù)實(shí)部，m/N；Im[H(jω)_r]為刀具工件耦合系統(tǒng)第r階傳遞函數(shù)虛部，m/N。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銑削加工顫振在線尋優(yōu)方法，其特征在于，所述步驟S40具體包括以下步驟：

S401：根據(jù)所述的公式（2）、（3），繪制加工參數(shù)穩(wěn)定性圖，即可在穩(wěn)定性圖中的穩(wěn)定性區(qū)域內(nèi)選擇加工參數(shù)，提出顫振優(yōu)化加工參數(shù)控制指導(dǎo)方案。