[發(fā)明專利]一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011552335.6
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112733074B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 勾建;陳四杰;劉菲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
• 主分類號: G06F17/13
• 分類號: G06F17/13;G06F30/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，用于機(jī)床切削運(yùn)動中，其特征在于，參數(shù)變化時捕捉切削非線性穩(wěn)定性和顫振演變過程，具體步驟如下，

步驟一，采集機(jī)床刀具參數(shù)，獲得刀具質(zhì)量、彈簧剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)等參數(shù)，按振動理論換算成刀具的固有圓頻率、阻尼和自由振動頻率等參數(shù)；

步驟二，構(gòu)建描述刀具時滯反饋系統(tǒng)的遲滯微分方程，

步驟三，選取要觀察的時間區(qū)間，將該時間區(qū)間分段，利用數(shù)值方法求解時滯微分方程在該時間區(qū)間下所有的位移和速度數(shù)組；

步驟四，篩選步驟三得到的位移和速度數(shù)組中，滿足位移為0和速度大于0的數(shù)組，將這些數(shù)組構(gòu)建新的數(shù)組；

步驟五,用散點(diǎn)圖繪制步驟四得到的數(shù)組；

步驟六，選取下一時滯值，繼續(xù)求解遲滯微分方程，重復(fù)步驟二到步驟五，整合所有散點(diǎn)圖得到穩(wěn)定性區(qū)域圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，經(jīng)過換算后的遲滯微分方程為：

其中，t是時間；

表示阻尼，其中，c是阻尼系數(shù)，k為彈簧剛度系數(shù)，m為刀具的質(zhì)量；

是刀具的固有圓頻率；

w代表切削加工過程中刀具切削的深度，也就是在給進(jìn)力方向刀具切入工件的深度，每轉(zhuǎn)的給進(jìn)量為f₀；

K的大小與其它切削參數(shù)相關(guān)，定為常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，步驟三中，將該時間區(qū)間按最小時間步長不大于0.001s分段。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，步驟四具體包括：a)獲取遲滯微分方程數(shù)值解中在當(dāng)前時間區(qū)間的位移和速度，建立位移和速度數(shù)組。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，步驟四具體還包括：b)設(shè)置起始迭代變量，判斷是否位移和速度數(shù)組中位移為0且速度大于0；是則建立新的數(shù)組，將這些數(shù)據(jù)放到新的數(shù)組中，最后c)迭代到下一位移和速度數(shù)組；否則直接c)迭代到下一位移和速度數(shù)組。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，步驟四還包括：c)迭代到下一位移和速度數(shù)組后，判斷數(shù)組的序號是否不大于數(shù)組總長減去時滯時間乘以時間步長；是則再次進(jìn)入步驟四的a)步驟；否則輸出新的數(shù)組。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，步驟六中，首先對時滯時間按步長增加，然后判斷時滯時間是否位于時滯區(qū)間內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)床切削非線性穩(wěn)定性與顫振過程繪制方法，其特征在于，判斷時滯時間位于時滯區(qū)間內(nèi)時，重復(fù)步驟二到步驟五；判斷時滯時間不位于時滯區(qū)間內(nèi)時，結(jié)束步驟的重復(fù)，輸出穩(wěn)定性區(qū)域圖。