[發明專利]一種考慮工件振動的外圓車削時工件表面粗糙度計算方法

有效

• 申請號: 202010172978.1
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111230143B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 趙國勇;李春霄;孟建兵;周海安;李學偉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B23Q17/09;B23Q17/20
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1.一種考慮工件振動的外圓車削時工件表面粗糙度計算方法，采用以下步驟：1）建立外圓車削時工件表面粗糙度計算模型，2）借助游標卡尺、粗糙度儀、金相顯微鏡測量并計算工件表面粗糙度計算模型中各待定系數，3）在加工機床、裝夾方式、刀具材料、工件材料、加工方式相同情況下，根據車削參數、工件直徑、刀具磨損量，計算外圓車削時工件表面粗糙度，其特征在于：

步驟1）中，根據機床-刀具-工件振動理論，對于軸類零件外圓車削加工，將工件直徑作為工件振動的一個特征量，基于車削參數、工件直徑、刀具磨損量建立外圓車削時工件表面粗糙度計算模型：

R_a=k×a_p^a×f^b×V^c×D^d×VB^e (1)

其中，R_a是工件表面粗糙度；a_p是背吃刀量；f是進給量；V是切削速度；D是工件直徑；VB是車刀后刀面磨損量；k、a、b、c、d和e是待定系數；

步驟2）中，借助游標卡尺、粗糙度儀、金相顯微鏡測量并計算外圓車削時工件表面粗糙度計算模型中各待定系數，在加工機床、裝夾方式、刀具材料、工件材料、加工方式確定后，進行正交外圓車削實驗，試驗要涵蓋外圓車刀的初期磨損和正常磨損階段：

對于每次外圓車削加工，在加工前和加工后分別測量車刀后刀面磨損量，取平均值作為該次車削加工中車刀后刀面磨損量VB；每次外圓車削加工前，測量工件直徑D；每次外圓車削加工完成后，在工件已加工表面測量工件表面粗糙度R_a；

選取23組以上車削參數進行外圓車削實驗，將工件直徑D、車刀后刀面磨損量VB、背吃刀量a_p、進給量f、切削速度V以及工件表面粗糙度R_a，代入公式（1）得到一個超定方程組，基于最小二乘法計算待定系數k、a、b、c、d和e；

步驟3）中，在加工機床、裝夾方式、刀具材料、工件材料、加工方式相同情況下，對于一組新的工藝參數，根據車削參數、工件直徑、車刀后刀面磨損量，運用步驟1）步驟2）得到的外圓車削時工件表面粗糙度計算模型，在加工前計算工件表面粗糙度R_a。