[發明專利]高能效銑削加工誤差動態分布特性識別方法

在審

• 申請號: 202110942712.5
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113626953A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 姜彬;范麗麗;趙培軼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/18;G06F111/10
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

1.高能效銑削加工誤差動態分布特性識別方法，其特征在于：包括高能效銑削加工誤差逐點解算方法、高能效銑削加工誤差動態分布時頻特性的表征方法和高能效銑削加工誤差動態分布影響因素的識別方法，具體步驟如下：

一、高能效銑削加工誤差逐點解算方法：

步驟1.1，根據被加工工件材料及加工要求，確定待加工表面；

步驟1.2，根據加工要求確定銑削工藝方案，包括：確定切削參數、銑刀設計位姿、銑刀結構參數和刀齒誤差；

步驟1.3，根據上述銑削工藝方案進行銑削實驗，利用加速度傳感器對實驗過程中的振動進行測量，獲取銑削振動信號；計算切削參數、銑刀設計位姿、銑刀結構參數、刀齒誤差和銑削振動影響下的銑刀瞬時姿態角、銑刀軌跡、刀齒瞬時位置角、刀齒軌跡；

步驟1.4，利用上述解算結果，提取工件銑削加工表面殘留的相鄰刀齒切削運動軌跡交點的切削寬度反方向的最大值點，以獲得銑削加工表面特征點，進行銑削加工表面方程的構建；

步驟1.5，采用高能效銑削加工誤差逐點解算方法對銑削加工表面特征點進行相對位置偏差、法矢量傾角偏差、法矢量方向角偏差和曲率的解算；

二、高能效銑削加工誤差動態分布時頻特性的表征方法：

由高能效銑削加工誤差逐點解算方法獲取相對位置偏差、法矢量傾角偏差、法矢量方向角偏差和曲率的分布曲線，利用時域特征參數，頻域特征參數對上述分布曲線進行定量描述；

三、高能效銑削加工誤差動態分布影響因素的識別方法：

3.1根據高能效銑削加工誤差逐點解算方法，獲取考慮了銑削工藝方案條件下的加工誤差指標分布曲線及銑削工藝設計確定的目標平面的加工誤差指標分布曲線；

解算上述兩個加工誤差指標分布曲線的相對關聯度，若相對關聯度達到要求，則進行步驟3.2；

若相對關聯度未達到要求，則根據各因素影響下的銑削加工誤差指標分布曲線與銑削工藝設計確定的目標平面的加工誤差指標分布曲線的關聯度大小識別近似平面的影響因素；

3.2，根據高能效銑削加工誤差動態分布時頻特性的表征方法對銑削工藝方案條件下的加工誤差指標分布曲線的均方根值、峭度、主頻進行計算，同時計算銑削工藝方案條件下所能達到的最佳的加工誤差指標分布曲線的均方根值、峭度和主頻；

對上述兩種分布曲線的時頻特征參數的相對誤差進行解算，若相對誤差值在設計要求允許的范圍內，則進行步驟3.3；

若相對誤差值不滿足設計要求的范圍，則根據各因素影響下沿設計切削深度方向上的銑削加工誤差指標時頻特征參數的變化特性進行時頻特征參數影響因素的識別；

3.3，根據高能效銑削加工誤差逐點解算方法，獲取銑削工藝方案條件下的加工誤差指標分布曲線和銑削工藝方案條件下所能達到的最佳的加工誤差指標分布曲線；

解算上述兩種分布曲線的相對關聯度，若相對關聯度達到要求，則輸出滿足加工誤差分布設計要求的工藝方案；

若不滿足要求，則根據各因素影響下的銑削加工誤差指標分布曲線與多因素綜合作用下的銑削加工誤差指標分布曲線的關聯度大小識別加工誤差動態分布影響因素。

2.根據權利要求1所述的高能效銑削加工誤差動態分布特性識別方法，其特征在于：所述步驟1.2的切削參數包括主軸轉速、進給速度、切削深度和切削寬度；

所述銑刀設計位姿包括由銑削工藝設計確定的銑刀軌跡和銑刀姿態角；

所述銑刀結構參數包括銑刀直徑、銑刀總長度、銑刀切削刃長度、銑刀齒數和銑刀螺旋角；

所述刀齒誤差包括刀齒軸向誤差和刀齒徑向誤差；

所述銑削工藝設計考慮了切削參數、銑刀設計位姿、銑刀結構參數三種因素。

3.根據權利要求1所述的高能效銑削加工誤差動態分布特性識別方法，其特征在于：所述步驟1.5中，所述相對位置偏差為該特征點與銑削工藝設計確定的目標平面的對應點沿切削寬度方向的差值；

所述法矢量傾角偏差為該特征點切平面的單位法矢量與銑削工藝設計確定的目標平面的單位法矢量的夾角；

所述法矢量方向角偏差為該特征點切平面的單位法矢量在xoz面的投影與yoz面法矢量的夾角；

所述曲率為該特征點所在的輪廓曲線在xoy面上的投影曲線的曲率半徑的倒數。