圆周铣削过程铣削力系数与刀具径向偏心标定方法

摘要

本发明公开了一种圆周铣削过程铣削力系数与刀具径向偏心标定方法，其特点是将实测瞬时铣削力由笛卡尔坐标系(X-Y-Z)转换到局部坐标系(T-R-Z)，然后通过数学推导建立局部坐标系下瞬时铣削力与瞬时未变形切屑厚度的关系，最后通过使用非线性最小二乘法实现对铣削力系数与刀具径向偏心标定。由于本发明方法无需进行参数研究，因此将铣削力系数计算工作量由10800～18000个迭代步降低到13～26个迭代步；将刀具径向偏心计算工作量由10800～18000个迭代步降低到18～33个迭代步，提高了工作效率，降低了试验成本。

主权项

1、一种圆周铣削过程铣削力系数与刀具径向偏心标定方法，其特征在于包括下述步骤：(a)确定立铣刀的半径R、螺旋角β、刀齿数N，设定标定试验的切削参数单齿进给量f、轴向切削深度Rz、径向切削深度Rr；要求：Rz≤2mm，Rr＝R，工件是长方体块；(b)根据步骤(a)设定的切削参数，进行铣削试验并测试瞬时铣削力，试验时要求工件被加工面与刀具轴线垂直；表示对应于第i个刀齿切削周期内的第j个采样点的相角，对应于的瞬时铣削力记为(c)在每一采样瞬态，根据坐标变换关系式，将步骤(b)测得瞬时铣削力从笛卡尔坐标系转换到局部坐标系，即将转换到局部坐标系下的分量(d)根据步骤(c)的结果，将与各个采样点对应的局部分量表示为如下形式：是与对应的刀具切削角度，n_i是在第i个刀齿周期内的采样点数目；${\xi }_i=\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2(i-1)\pi }{N}]-\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2(i-2)\pi }{N}],i=\mathrm{1,2,3}...,N;$(e)采用非线性最小二乘法求解由步骤(d)得到铣削力系数k_T，m_T，k_R，m_R，k_Z，m_Z以及ξ₁，ξ₂…，ξ_N；(f)使用由步骤(e)得到ξ₁，ξ₂…，ξ_N，建立如下关系式$\left[\begin{array}{c}\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R]-\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2(N-2)\pi }{N}]\\ \rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2\pi }{N}]-\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R]\\ ·\\ ·\\ ·\\ \rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2(N-1)\pi }{N}]-\rho \cos [\lambda -\frac{R_z}{2}\tan \beta /R-\frac{2(N-2)\pi }{N}]\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\xi }_1\\ {\xi }_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\xi }_N\end{array}\right]$(g)使用非线性最小二乘法求解步骤(f)，得到刀具偏心参数ρ和λ的值。