[發(fā)明專利]基于監(jiān)測加速度的薄壁件側(cè)銑加工表面粗糙度預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910876640.1
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110597060B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張定華;姚澤全;羅明;梅嘉煒;樊暢;鄭志陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于監(jiān)測加速度的薄壁件側(cè)銑加工表面粗糙度預(yù)測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、判斷薄壁件加工方式是否為側(cè)銑，若是側(cè)銑加工，則進(jìn)行第二步；否則，該方法不適用；

步驟二、將薄壁件(6)安裝在機(jī)床工作臺(5)的夾具(7)上，其中，薄壁件(6)滿足寬厚比大于10；

步驟三、將加速度傳感器(2)安裝在薄壁件(6)待加工區(qū)域的另一面，并將加速度傳感器(2)與數(shù)據(jù)采集器(4)、計(jì)算機(jī)(3)連接進(jìn)行信號采集設(shè)置與校準(zhǔn)；向計(jì)算機(jī)采集軟件中輸入加速度傳感器(2)的靈敏度系數(shù)，此時(shí)輸出得到一條零值曲線；當(dāng)敲擊工件表面時(shí)輸出曲線隨敲擊發(fā)生變化，說明加速度傳感器(2)正常工作，否則應(yīng)重新校正加速度傳感器(2)；

步驟四、對薄壁件(6)進(jìn)行側(cè)銑加工，同時(shí)采集加速度信號；

步驟五、對采集到的加速度信號按照每一個(gè)刀具(1)旋轉(zhuǎn)周期提取一個(gè)峰值，其中刀具(1)旋轉(zhuǎn)周期的定義為：

式中，T為刀具旋轉(zhuǎn)周期，S為主軸轉(zhuǎn)速；

將加速度傳感器(2)安裝位置定義為位置坐標(biāo)零點(diǎn)，該位置提取的峰值定義為第0個(gè)點(diǎn)，則提取峰值的位置坐標(biāo)為：

式中，F(xiàn)為進(jìn)給速度，n為提取的峰值相對于第0個(gè)峰值提取點(diǎn)的個(gè)數(shù)，+為第0個(gè)峰值點(diǎn)右邊的點(diǎn)，-為第0個(gè)峰值點(diǎn)左邊的點(diǎn)；

此時(shí)將得到的峰值散點(diǎn)進(jìn)行二次函數(shù)擬合得到加速度a＝g(l)，則修正得到整個(gè)加工區(qū)域不同加工位置的加速度為：

式中，A(l)為監(jiān)測得到的加速度，A′(l)為整個(gè)加工區(qū)域不同加工位置的加速度，g(l)_max為擬合曲線的最大值；

步驟六、對加工薄壁件進(jìn)行表面粗糙度測量；由于側(cè)銑加工時(shí)存在一定的切削深度，因此需測量2個(gè)位置的表面輪廓高度變化曲線z(l)，并取平均值；然后按照GB/T 1031-2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》對取樣長度的規(guī)定，計(jì)算得到被加工區(qū)域的表面粗糙度Ra(l)，計(jì)算公式如下：

步驟七、按照表面粗糙度計(jì)算中選擇的取樣長度，重新計(jì)算步驟五中得到的整個(gè)加工區(qū)域不同位置加速度；將取樣長度作為加工區(qū)域的長度分割單位，提取每個(gè)分割長度內(nèi)A′(l)的最大值，得到新的加速度A_new(l)；

步驟八、建立表面粗糙度Ra(l)與A_new(l)的一元回歸模型：

Ra(l)＝C·A_new(l)^m (5)

式中，C為加工材料或切削材料的修正系數(shù)，m為指數(shù)；利用matlab曲線擬合工具箱求解指數(shù)m和加工材料或切削材料的修正系數(shù)C；

步驟九、建立基于單個(gè)加速度傳感器監(jiān)測的表面粗糙度預(yù)測模型：