[發(fā)明專利]一種普通立銑刀圓弧段切削力系數(shù)辨識方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711212348.7 | 申請日： | 2017-11-28 |
| 公開（公告）號： | CN107944149A | 公開（公告）日： | 2018-04-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王立平;佀昊 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11327 | 代理人： | 邸更巖 |
| 地址： | 100084 北京市海淀區(qū)1*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 普通 銑刀 圓弧 切削力 系數(shù) 辨識 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種普通立銑刀圓弧段切削力系數(shù)辨識方法，特別適用于球頭銑刀、圓鼻銑刀圓弧段的切削力系數(shù)辨識，對實現(xiàn)銑削力預(yù)測和加工仿真具有重要意義，本發(fā)明屬于機械機加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
構(gòu)建銑削力預(yù)測模型是實現(xiàn)加工仿真的基礎(chǔ)，而銑削力計算的準(zhǔn)確性主要依賴于切削力系數(shù)的辨識精度。對于帶有圓弧段的普通立銑刀，包括球頭銑刀和圓鼻銑刀，隨著軸向高度不同，刀具的局部半徑會發(fā)生改變，由此導(dǎo)致刀具圓弧段的切削力系數(shù)出現(xiàn)隨軸向高度不斷變化的特性，工程實踐中常用三次多項式來表示這種變化，此時，多項式變量的選取以及系數(shù)辨識方法的構(gòu)建顯得尤為重要。
文獻(xiàn)1“Huang T,Zhang X,Ding H.Decoupled chip thickness calculation model for cutting force prediction in five-axis ball-end milling[J].International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology,2013,69(5-8):1203-1217.”公開了一種球頭銑刀切削力系數(shù)的辨識方法，其主要通過構(gòu)建以軸向浸潤角為變量的多項式來描述切削力系數(shù)隨軸向高度的變化，并通過仿真銑削力與實測銑削力的對比，驗證了該方法的有效性。然而，該方法僅對球頭銑刀有效，無法應(yīng)用于圓鼻銑刀的切削力系數(shù)辨識當(dāng)中。
文獻(xiàn)2“Ge G,Wu B,Zhang D,et al.Mechanistic identification ofcutting force coefficients in bull-nose milling process[J].Chinese Journal ofAeronautics,2013,26(3):823-830.”公開了一種圓鼻銑刀切削力系數(shù)的辨識方法，該方法以軸向高度為變量的多項式來構(gòu)建系數(shù)表達(dá)式。然而，該方法只在實驗切深范圍內(nèi)有效，并不能得到整個刀具圓弧段的切削力系數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
為了準(zhǔn)確描述銑刀圓弧段切削力系數(shù)隨軸向高度不斷變化的特性，提高銑削力模型的預(yù)測精度，本發(fā)明提供了一種普通立銑刀圓弧段切削力系數(shù)辨識方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種普通立銑刀圓弧段切削力系數(shù)辨識方法，其特征在于該方法包括如下步驟：
1)選定普通立銑刀的刀具半徑R0、圓角半徑r、刀齒數(shù)Nf和螺旋角β，確定工件材料，設(shè)定加工坐標(biāo)系O-XYZ，其中原點O位于刀尖點，X軸對應(yīng)刀具進(jìn)給方向，Z軸沿著刀軸矢量豎直向上，Y軸根據(jù)右手定則確定，在不同主軸轉(zhuǎn)速n、軸向切削深度ap、每齒進(jìn)給量ft的加工參數(shù)組合下進(jìn)行M組槽銑實驗，并且M≥5，記錄每組槽銑實驗得到的沿三個坐標(biāo)軸方向的平均銑削力和其中m＝1,2,…,M；
其中，槽銑實驗的實施步驟為：將長方體工件固定在三向測力儀上，并將三向測力儀固定在機床的工作臺上；按照對應(yīng)的加工參數(shù)使刀具沿直線從工件的一側(cè)運動到另一側(cè)，完成一次走刀；用三向測力儀記錄走刀過程中產(chǎn)生的X、Y、Z三個方向的瞬時銑削力，分別求和取平均，得到X、Y、Z三個方向的平均銑削力和
2)根據(jù)下式計算出15個過渡參數(shù)K1,K2,…,K15：
將此方程簡寫為其中，[a]是一個常數(shù)矩陣，i＝0,1,2,3；
然后，利用計算出的15個過渡參數(shù)，得到六個切削力系數(shù)的表達(dá)式：
其中，Ktc、Krc、Kac為三個剪切力系數(shù)，Kte、Kre、Kae為三個犁切力系數(shù)，R(z)為刀具圓弧段沿Z軸方向高度為z時的局部半徑，表示為：
上述技術(shù)方案中，步驟2)所述常數(shù)矩陣的各元素由下式計算得到：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于清華大學(xué)，未經(jīng)清華大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201711212348.7/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
