[发明专利]圆周铣削过程中刀具参数的标定方法

权利要求书

1.一种刀具瞬时铣削力系数标定方法，其特征在于包括下述步骤；

(a)设定立铣刀的半径R、螺旋角β、刀齿数N、刀具安装到主轴后的悬臂长度L；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、刀具主轴转速；Rz≤2mm，Rr＝R；工件是长方体块；

(b)设定切削参数，测试铣削力，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，将对应于的瞬时铣削力记为i、j是自然数；

(c)在每一采样瞬态，根据坐标变换关系式，将测试得到瞬时铣削力从笛卡尔坐标系(X-Y-Z)转换到局部坐标系(T-R-Z)，也就是将转换到局部坐标系下的分量

(d)设置r＝0，并给定径向偏心参数的初值，即设r表示迭代步；

(e)根据ρ₁^(r)和λ₁^(r)的值，采用下式标定铣削力系数：

[k_t，m_T，k_r，m_R，k_z，m_Z]^T＝(B^TB)^-1B^Td

kT=ekt]]>

kR=ekr]]>

KZ=ekz]]>

其中，

Ri(z)=R+ρ1(r)cos[λ1(r)-ztanβ/R-2(i-1)πN]]]>

n_i是在第i个刀齿周期内的采样点数目，是与对应的刀具切削角度，

(f)使用步骤(e)标定得到铣削力系数预测铣削力，并计算与所有采样点对应的预测铣削力与实测铣削力之间偏差的平方和Δ^(r)；

(g)设置r＝r+1，并给ρ₁^(r)和λ₁^(r)重新赋值，重复步骤(e)和步骤(f)，直到Δ^(r)达到最小值，当Δ^(r)取最小值时，标定得到的铣削力系数以及ρ₁^(r)和λ₁^(r)的值为最终的k_T，m_T，k_R，m_R，k_Z，m_Z和ρ₁，λ₁结果。

2.一种刀具偏心四自由度参数的标定方法，其特征在于包括下述步骤：

(h)设定立铣刀的半径R、螺旋角β、刀齿数N、刀具安装到主轴后的悬臂长度L；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、刀具主轴转速；Rz＞R，Rr＝0.5～2mm；工件是长方体块；

(i)设定切削参数，测试铣削力，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，将对应于的瞬时铣削力记为

(j)设置r＝0，并给定偏心参数的初值，即设φ^(r)＝φ₀，τ^(r)＝τ₀；

(k)基于φ^(r)和τ^(r)的值，使用下式计算对应的ρ^(r)和λ^(r)：

ρ(r)=-A+A2-4C2]]>

λ(r)=φ(r)+λ1-arc sin(ρ(r)sinφ(r)ρ1)]]>

其中，

A＝2(L-R_z/2)sinτ^(r)cosφ^(r)

C=(L-Rz/2)2sin2τ(r)-ρ12]]>

式中，ρ₁表示刀具旋转中心与刀具几何中心间的偏移量，λ₁表示刀具偏心产生的方向与相邻最近的刀齿头部之间的夹角；

(l)使用权利要求1标定得到铣削力系数k_T，m_T，k_R，m_R，k_Z，m_Z以及步骤(1)中的ρ^(r)、λ^(r)和φ^(r)、τ^(r)的值预测铣削力，并计算与所有采样点对应的预测铣削力与实测铣削力之间偏差的平方和δ^(r)；

(m)设置r＝r+1，并给φ^(r)、τ^(r)重新赋值，重复步骤(1)和步骤(m)，直到δ^(r)达到最小值，当δ^(r)取最小值时，对应的ρ^(r)、λ^(r)以及φ^(r)、τ^(r)值为最终的刀具偏心ρ、λ、φ和τ结果。