[發明專利]考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法和系統

有效

• 申請號: 202310735546.0
• 申請日: 2023-06-21
• 公開（公告）號: CN116484549B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 趙正彩;鄭亞微;尉淵;徐寶德;宋曉宇;徐九華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/0499;G06F17/17;G06F17/16;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

1.一種考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法，其特征在于，包括：

構建考慮力致變形影響的動態銑削模型；

根據動態銑削模型，計算薄壁件加工位置處的變形量；

采用近似模型代替計算薄壁件不同加工位置處變形量，得到薄壁件所有加工位置的變形量；

根據薄壁件所有加工位置的變形量計算實際徑向切深、銑刀的切入角和切出角；

根據實際徑向切深、銑刀的切入角和切出角，繪制穩定性葉瓣圖，以根據穩定性葉瓣圖進行薄壁件銑削穩定性預測；

其中，所述構建考慮力致變形影響的動態銑削模型，包括：

構建考慮力致變形影響的動態銑削模型表達式：

其中，M_G為銑刀的物理空間內的質量矩陣；為t時刻銑刀的加速度向量；C_G為銑刀的物理空間內的阻尼矩陣；K_G為銑刀的物理空間內的剛度矩陣；為t時刻銑刀的速度向量；q_G(t)為t時刻銑刀的位移向量；F_G(t)為t時刻銑刀的切削力向量；M_W為薄壁件的物理空間內的質量矩陣；為t時刻薄壁件的加速度向量；C_W為薄壁件的物理空間內的阻尼矩陣；為t時刻薄壁件的速度向量；K_W為薄壁件的物理空間內的剛度矩陣；q_W(t)為t時刻薄壁件的位移向量；F_W(t)為t時刻薄壁件上的切削力向量；F_m(t)為t時刻銑刀在X軸、Y軸和Z軸三個方向的分量組成的銑刀第m個節點的切削力；T為矩陣轉置算子；J為銑刀切削刃的總數；F_x,j,m(t)為t時刻作用在第j個切削刃的第m個節點上的X軸方向切削力；F_y,j,m(t)為t時刻作用在第j個切削刃的第m個節點上的Y軸方向切削力；F_z,j,m(t)為t時刻作用在第j個切削刃的第m個節點上的Z軸方向切削力；其中，以銑刀中心為坐標原點，銑刀軸線方向為Z軸方向，銑刀進給方向為X軸方向，垂直于銑刀軸線方向和銑刀進給方向為Y軸方向。

2.根據權利要求1所述的薄壁件銑削穩定性預測方法，其特征在于，所述根據動態銑削模型，計算薄壁件加工位置處的變形量，包括：

根據以下公式計算銑刀的變形量：

其中，δ_G為銑刀的變形量；F_G,j,m(t,a_p)為t時刻第j個切削刃在第m個節點的切削力；a_p為軸向切削深度；L為銑刀的懸伸長度；E為銑刀材料的楊氏模量；I為銑刀的界面慣性矩，π為圓周率，D_e為銑刀的等效直徑，D_e＝μ·D，μ為等效比例因子，D為銑刀直徑。

3.根據權利要求1所述的薄壁件銑削穩定性預測方法，其特征在于，所述采用近似模型代替計算薄壁件不同加工位置處變形量，得到薄壁件所有加工位置的變形量，包括：

將薄壁件幾何結構離散化，在二維坐標系中對薄壁件待加工位置域進行網格劃分，獲取薄壁件被切削時的二維坐標；

采用拉丁超立方采樣生成仿真樣本點，樣本點為二維坐標，計算每個樣本點的變形量；

采用徑向基神經網絡對樣本點的變形量進行擬合，得到薄壁件所有待加工位置的變形量；

驗證徑向基神經網絡擬合變形量的精度；

在徑向基神經網絡擬合變形量的精度滿足預設精度的情況下，將徑向基神經網絡作為近似模型，以代替計算薄壁件不同加工位置處變形量，得到薄壁件所有加工位置的變形量。