[發(fā)明專利]考慮刀具磨損的機床加工過程能耗模型建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910334254.X
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109902448B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑩;王奇;吳寶海;張定華;陳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種考慮刀具磨損的機床加工過程能耗模型建模方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、分別建立考慮刀具磨損的切向dF_t^w和軸向dF_z^w切削力模型：

其中，K_tc，K_zc，K_te，K_ze為切削力系數(shù)，μ是滑動摩擦系數(shù)，VB是刀具磨損量，dA是被去除材料的微分面積，Δb是切屑寬度，E是彈性模量，δ是材料回彈率，h是切削層的厚度；

公式(1)，(2)簡化表示為：

其中，ΔK_tw和ΔK_zw分別表示兩個方向上的磨損系數(shù)，與刀具磨損量VB有關(guān)；

建立考慮刀具磨損的切削能耗模型：

P_feed表示加工過程中進給方向的能耗功率，P_rotation表示加工過程中主軸旋轉(zhuǎn)方向的能耗功率，V表示切削速度，f表示進給量；

步驟二、建立機床加工中的額外負載能耗模型：

根據(jù)機床性能、計算效率以及模型精度要求額外負載能耗功率P_auxiliary表示為：

P_auxiliary＝C₀P_cutting (6)

其中，C₀、C₁為實驗數(shù)據(jù)得到的系數(shù)；當對計算效率要求較高時，額外負載能耗功率模型選用(6)，當對模型進度要求較高時，額外負載能耗功率模型選用(7)；

步驟三、建立空載能耗模型：測量機床在非切削狀態(tài)下不同轉(zhuǎn)速下的空載能耗，將所得數(shù)據(jù)進行擬合，建立空載能耗模型：

P_idle＝g(n) (8)

其中，n為機床主軸轉(zhuǎn)速；

步驟四、建立考慮刀具磨損的機床加工能耗模型：