一种基于动力学模型的高速铣削工艺参数优化方法

摘要

本发明涉及一种基于动力学模型的高速铣削工艺参数优化方法，包括：1）输入主轴-刀具系统的结构参数和初始切削条件；2）建立主轴-刀具系统动力学模型，据此计算刀尖处的频率响应函数；确定切削力系数；3）建立高速主轴-刀具动态特性与铣削交互过程模型，得到闭环动态铣削系统的特征方程；4）计算高速铣削加工颤振稳定性叶瓣图；5）以高速铣削加工颤振稳定性叶瓣图下界曲线为约束条件，以最大材料去除率为优化目标，选取机床主轴转速和切削深度，实现高速铣削参数优化。本发明考虑了高速旋转状态下主轴-刀具系统的离心力和陀螺力矩效应，更加接近实际工况，提高了稳定性预测的准确性，为高速铣削工艺参数优化提供了又一有效技术。

主权项

一种基于动力学模型的高速铣削工艺参数优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）输入主轴‑刀具系统的结构参数和初始切削条件，为高速主轴系统动力学建模和切削过程建模提供数据支持；2）考虑离心力和陀螺力矩效应，建立主轴‑刀具系统动力学模型，据此计算刀尖处的频率响应函数；同时根据输入的切削条件，利用试验法确定切削力系数；3）建立高速主轴‑刀具动态特性与铣削交互过程模型，得到闭环动态铣削系统的特征方程；4）利用奈奎斯特稳定性判据，求解闭环动态铣削系统的特征方程，计算高速铣削加工颤振稳定性叶瓣图；5）以高速铣削加工颤振稳定性叶瓣图下界曲线为约束条件，以最大材料去除率为优化目标，选取机床主轴转速和切削深度，实现高速铣削参数优化。