[發(fā)明專利]用于平頭微銑削刀具磨損預(yù)測和加工參數(shù)優(yōu)化的通用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911330143.8
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111007800B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱錕鵬;李斯;張宇
• 申請（專利權(quán)）人: 常州先進制造技術(shù)研究所
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種用于平頭微銑削刀具磨損預(yù)測和加工參數(shù)優(yōu)化的通用方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)微銑削加工參數(shù)、材料加工性能和切削長度，利用式(1)分別建立包含未知參數(shù)的微銑刀具磨損模型，包括：月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB；

式(1)中，S_KT、S_VB和S_NB分別表示月牙洼磨損模型、后刀面磨損模型和徑向磨損模型，k_KT，k_VB和k_NB分別表示與月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB相關(guān)的修正系數(shù)，f_1KT(υ,a_p,f_t)，f_1VB(υ,a_p,f_t)，f_1NB(υ,a_p,f_t)分別表示月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB中與加工參數(shù)有關(guān)的函數(shù)，并有：

式(2)中，υ為微銑刀切削速度，a_p為切削深度，f_t為每齒進給量，a_1KT、a_2KT、a_3KT表示月牙洼磨損模型S_KT中與加工參數(shù)有關(guān)的系數(shù)，a_1VB、a_2VB、a_3VB表示后刀面磨損模型S_VB中與加工參數(shù)有關(guān)的系數(shù)；a_1NB、a_2NB、a_3NB表示徑向磨損模型S_NB中與加工參數(shù)有關(guān)的系數(shù)；

式(1)中，f_2KT(l)，f_2VB(l)，f_2NB(l)分別表示月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB中與銑刀切削長度有關(guān)的函數(shù)，并有：

式(3)中，l為加工過程中的切削長度，b_1KT，b_2KT，b_3KT分別表示月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB中與切削長有關(guān)的系數(shù)；

式(1)中，f_3KT(σ_s,HRC)，f_3VB(σ_s,HRC)，f_3NB(σ_s,HRC)分別表示月牙洼磨損模型S_KT、后刀面磨損模型S_VB和徑向磨損模型S_NB中與被加工材料切削性能有關(guān)的函數(shù)，并有：

式(4)中，σ_s為材料屈服應(yīng)力，HRC為材料洛氏硬度，c_1KT、c_2KT表示月牙洼磨損模型S_KT中與材料切削性能有關(guān)的系數(shù)，c_1VB、c_2VB表示后刀面磨損模型S_VB中與材料切削性能有關(guān)的系數(shù)，c_1NB、c_2NB表示徑向磨損模型S_NB中與材料切削性能有關(guān)的系數(shù)；

步驟2、根據(jù)實驗得到的微銑刀磨損數(shù)據(jù)，包括：前刀面月牙洼磨損值、后刀面磨損值和徑向磨損值，采用數(shù)值方法分別標(biāo)定所述微銑刀具磨損模型中的參數(shù)；

步驟3、將標(biāo)定的參數(shù)分別代入步驟1中的磨損模型中，得到標(biāo)定后的微銑刀磨損模型，用于微銑削過程中刀具磨損預(yù)測；

步驟4、以月牙洼磨損、后刀面磨損和徑向磨損的整體最小化作為目標(biāo)函數(shù)，以刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為約束條件，從而對微銑削加工參數(shù)進行優(yōu)化，得到最優(yōu)加工參數(shù)υ^*，和f_t^*；其中，刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為滿足加工精度前提下，刀具可容許的最大磨損量；

微銑削參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)如式(5)所示，約束條件如式(6)所示：

min(S_KT,S_VB,S_NB) (5)

式(6)中，S_KTmax，S_VBmax和S_NBmax分別為月牙洼磨損、后刀面磨損和徑向磨損的最大磨損量即磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。