[发明专利]一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于振动测试技术领域，具体涉及一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法及系统。

背景技术

随着航空、汽车、模具领域中高速加工技术的广泛应用，机械加工对于加工效率、金属去除率的要求越来越高。然而在高速加工中由于机床再生颤振会造成刀具的振动、严重影响加工质量和刀具寿命，限制了主轴转速的提高。理论预测颤振以及采用安全可靠地加工工艺参数进行加工具有重要意义。当前的研究表明颤振的发生与刀具刀尖点频响函数和主轴转速有关。

刀尖点在固有频率处的幅值响应与机床抵抗颤振的能力有直接关系。刀尖点在固有频率处的幅值响应与机床抵抗颤振的能力有直接关系。刀尖点位移导纳函数表征了刀尖在不同频率激励下的幅值响应和相位特性。因此，刀尖点位移导纳函数是机床动态特性的一个重要特征。

设作用于振动系统的激励信号为x(t)，振动系统对激励的响应信号是y(t)，则位移导纳是：

H(ω)=Y(ω)X(ω)]]>

式中：X(ω)——输入函数x(t)的傅里叶变换；

Y(ω)——输出函数y(t)的傅里叶变换；

ω——是角频率。

通常铣刀可看做铁木辛哥梁，其轴向各点可用横向位移x和转角θ两个自由度来表示其运动，相应地受到剪力f和弯矩m两个载荷。

那么，定义i点位移导纳矩阵为

Rij=hijlijnijpij=xifjximjθifiθimj]]>

其中，i——拾振点；

j——激励点；

h_ij，l_ij，n_ij，p_ij——i点位移导纳函数。

当i与j相同时称为驱动点导纳函数(矩阵)，当i与j不相同时称为传递导纳函数(矩阵)。在四个导纳函数中h_ij与切削再生颤振有直接关系，也是需要通过理论或实验手段进行测试或预测的动态特性指标。