[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

本發明提供一種考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法和系統，其中方法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。本發明考慮實際加工中銑刀和薄壁件間的切削力導致彈性變形的影響，并采用近似模型進行求解，在提高薄壁件銑削加工穩定性預測準確度的同時，減少計算時間，提高計算效率。

技術領域

本發明屬于薄壁件銑削加工技術領域，尤其涉及一種考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法和系統。

背景技術

薄壁件具有質量輕、結構緊湊等特點，廣泛應用在航空航天、醫療設備、船舶等領域。但是薄壁件剛性弱、強度低，在銑削加工中極易發生顫振，降低加工表面質量和加工效率，嚴重的會引起設備故障。因此對銑削加工過程的穩定性進行準確預測是十分有必要的。

在銑削加工過程中，切削力及切削厚度的方向隨著刀具的旋轉而改變，呈現動態變化趨勢，整個切削系統是一個時變系統。因此薄壁件銑削穩定性研究包含系統動態特性研究和穩定性求解方法研究兩個方面。系統動態特性直接影響穩定切削域范圍的大小，穩定性葉瓣圖則是針對切削過程穩定性的一種經典分析手段，可通過求解系統動力學方程獲得。由于薄壁件剛度較低，在加工過程中會產生較大的變形，力致變形對銑削系統穩定性的分析產生不可忽略的影響，因此有必要在繪制穩定性葉瓣圖時考慮力致變形的影響。考慮薄壁構件的弱剛性對力致變形求解時需要遍歷待加工位置所有節點，對每個節點上的變形量進行迭代計算耗時長、迭代次數多。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法和系統。

第一方面，本發明提供一種考慮力致變形影響的薄壁件銑削穩定性預測方法，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。

進一步地，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：

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