[發明專利]一種控制曲線車削加工切削力突變的方法有效

申請號：	201710202534.6	申請日：	2017-03-30
公開（公告）號：	CN107085412B	公開（公告）日：	2019-04-30
發明（設計）人：	羅智文;黃玉平;徐強;鄭繼貴;侍威	申請（專利權）人：	北京精密機電控制設備研究所
主分類號：	G05B19/408	分類號：	G05B19/408
代理公司：	中國航天科技專利中心 11009	代理人：	任林沖
地址：	100076 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種控制曲線車削加工切削力突變方法
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【說明書】：

本發明公開了一種控制曲線車削加工切削力突變的方法，采用B樣條曲線法將切削刃和工件輪廓曲線參數化處理，建立包含關鍵幾何參數的統一計算模型，解析切削力模型系數和力矢量、速度矢量、流屑矢量之間的約束關系，提出切削力模型系數標定方法，進而確定切削力模型系數，通過建立的切削力模型，可以判斷切削力在實際曲線加工過程中產生突變的位置，進而調整刀具在切削力突變處的進給量，使切削力在此處變化趨于穩定，相對于現有對直線切削建模技術的應用，可以高效完成曲線車削加工。

技術領域

本發明涉及一種控制曲線車削加工切削力突變的方法，屬于曲線車削加工工藝領域。

背景技術

曲線車削加工是兵器、車輛等工業領域常見的加工工藝，如彈體外圓車削、中凸變橢圓活塞型面車削等。由于工件輪廓曲線曲率變化，切削力容易出現大幅度變化，對刀具和工件造成切削載荷沖擊，加劇刀片磨損、破損，甚至引起刀具折斷，影響零件加工質量，降低生產效率。現有技術面對彈體外圓車削和內孔鏜削加工時，切削力在實際加工過程中會產生突變，通常采用過小的刀具進給量以避免產生切削力突變，這種切削用量選擇方式趨于保守，使得能耗過大、加工成本偏高，成為制約難加工材料切削技術發展的瓶頸；即使采用切削力建模技術，也僅僅針對直線切削，面向彈體外圓、變橢圓型面等變曲線曲率車削加工時也不具備適用性。

因此，建立曲線車削加工切削力模型，研究切削力變化規律，對實現高效優質生產具有重要意義。

發明內容

本發明的技術解決問題：為克服現有技術的不足，提供一種控制曲線車削加工切削力突變的方法，通過建曲線切削狀態下的切削力模型，判斷切削力在實際加工過程中產生突變的位置，進而調整刀具在切削力突變處的進給量，高效完成曲線車削加工。

本發明的技術解決方案：

一種控制曲線車削加工切削力突變的方法具體步驟為：

(1)建立坐標系

按照右手定則在工件上建立世界坐標系：以工件軸線和端面的交點為原點O，X軸與工件軸線重合并指向工件外側，OYZ平面與工件端面重合，建立世界坐標系OXYZ；

按照右手定則在刀具上建立移動坐標系：以刀尖圓弧圓心為原點O'，X'軸與X軸平行且方向一致，O'X'Y'平面與刀具前刀面重合，建立刀具上的移動坐標系O'X'Y'Z'；

(2)確定切削層面積

任意前后兩次進刀時，切削刃與工件輪廓曲線相交圍成切削層區域ABCD，其中兩次進刀切削刃中的圓弧刃部分交點為A，切削刃中的直線刃部分與工件輪廓曲線交點分別為B和C，圓弧刃與直線刃切點為D，基于格林運算法則計算切削層區域ABCD面積

(3)確定等效切削刃方向角Ω

等效切削刃方向角Ω可由刃傾角λ_s和摩擦力方向角β表示為：Ω＝β-λ_s，其中刃傾角λ_s為由加工條件決定的定值，β由切削層區域中微元上的摩擦力矢量確定；