[發(fā)明專利]一種基于過阻尼效應(yīng)銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610037067.1
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105608288B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱立達(dá);劉寶光;劉長福;丁洋;李兆斌;金慧成;于天彪;鞏亞東;王宛山
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G05B19/406
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于過阻尼效應(yīng)銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在進(jìn)行工件銑削過程中，獲取銑削刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和銑削過程動態(tài)參數(shù)；

步驟2：根據(jù)銑削刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和銑削過程動態(tài)參數(shù)確定一個刀齒旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)工件銑削過程中犁削力產(chǎn)生的總能量，利用能量守恒定律，將該犁削力產(chǎn)生的總能量等價于一個周期內(nèi)等價線性過程阻尼力產(chǎn)生的能量，得到等價線性過程阻尼系數(shù)，具體步驟如下：

步驟2.1：根據(jù)銑削刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和銑削過程動態(tài)參數(shù)確定刀具的切向位移和刀具的徑向位移；

步驟2.2：將刀具的軸向切深a均分為N_z個微元，確定刀具刀齒的切向犁削微元力和刀齒的徑向犁削微元力；

步驟2.3：確定犁削力在一個振動周期內(nèi)產(chǎn)生的能量e_i，即刀具刀齒在一個振動波長刀齒徑向犁削微元力和切向犁削微元力所做功之和；

步驟2.4：根據(jù)刀具顫振角頻率ω_c和刀具角速度Ω確定刀具刀齒旋轉(zhuǎn)一周留在工件表面的振動波紋個數(shù)；

步驟2.5：確定犁削力的總能量，即犁削力在刀具刀齒旋轉(zhuǎn)一周做的功；

步驟2.6：利用能量守恒定律，將犁削力的總能量等價于一個周期內(nèi)采用線性粘性阻尼的過程阻尼力產(chǎn)生的能量，得到等價線性過程阻尼系數(shù)；

步驟3：將等價線性過程阻尼轉(zhuǎn)變?yōu)閤方向等價過程阻尼和v方向等價過程阻尼，得到x方向等價過程阻尼系數(shù)和y方向的等價過程阻尼系數(shù)；

步驟4：將x方向等價過程阻尼系數(shù)和y方向等價過程阻尼系數(shù)輸入銑削動力學(xué)方程得到基于過程阻尼效應(yīng)的銑削動力學(xué)模型；

步驟5：采用ZOA法求解基于過程阻尼效應(yīng)的銑削動力學(xué)模型，得到基于過程阻尼效應(yīng)的顫振穩(wěn)定性模型，從而得到極限穩(wěn)定性切深與刀具轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，并繪制基于過程阻尼效應(yīng)的顫振穩(wěn)定性葉瓣圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過阻尼效應(yīng)銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測方法，其特征在于，所述銑削刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：刀具刀齒數(shù)N_f、刀具后角λ和刀具直徑D；

所述銑削過程動態(tài)參數(shù)包括：刀具顫振角頻率ω_c、刀具振幅A₀和刀具角速度Ω。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于過阻尼效應(yīng)銑削顫振穩(wěn)定性預(yù)測方法，其特征在于，所述基于過程阻尼效應(yīng)的顫振穩(wěn)定性模型為：

其中，為刀具與工件接觸面積的傳遞函數(shù)矩陣，為刀具與工件接觸面積x方向的直接傳遞函數(shù)，為刀具與工件接觸面積y方向的直接傳遞函數(shù)，為交叉?zhèn)鬟f函數(shù)，a為刀具的軸向切深，k_t為切向切削力常數(shù)，N_f為刀具刀齒數(shù)，ω_c為刀具顫振角頻率，T為刀具旋轉(zhuǎn)周期，i為復(fù)數(shù)。