[发明专利]一种基于机床动力学特性的切削模拟方法

权利要求书

1.一种基于机床动力学特性的切削模拟方法，其特征在于：一种基于机床动力学特性的切削模拟方法，具体是按以下步骤进行的：

步骤一：通过对机床进行动力学仿真分析或开展模态实验，得到机床的主导模态参数；其中，主导模态参数包括固有频率ω_n和等效刚度k；

步骤二：根据机床的主导模态参数将机床等效成与机床具有相同动态特性的线性杆单元模型，具体过程为：

根据机床的主导模态参数包括固有频率ω_n和等效刚度k，建立的等效方法如下：

线性杆单元的等效刚度为：

其固有频率为：

其中，L表示线性杆单元的长度，A表示线性杆单元的截面积，E表示线性杆单元的弹性模量；m表示线性杆单元的质量；

步骤三：将步骤二得到的等效的线性杆单元模型与刀具模型进行耦合，建立仿真模型；

步骤四：采用步骤三所建立的仿真模型，进行切削仿真；即可得到考虑机床动态特性的切削结果；即完成了一种基于机床动力学特性的切削模拟方法。

2.根据权利要求1所述一种基于机床动力学特性的切削模拟方法，其特征在于：步骤一中固有频率ω_n为100～300Hz；等效刚度k为50N/微米～1000N/微米。

3.根据权利要求1所述一种基于机床动力学特性的切削模拟方法，其特征在于：步骤四中采用步骤三所建立的仿真模型，进行仿真切削的具体过程为：

(1)在切削仿真软件Abaqus中将等效杆单元顶端在X、Y和Z轴方向位移进行全约束；使得等效杆单元位移为0；

(2)工件以速度v沿切削方向进给，线性杆单元带动刀具根据切削力产生动态位移；

(3)根据(2)产生动态位移使得刀具在工件的表面产生动态位移的波动，造成加工中工件表面的波纹度。

4.根据权利要求3所述一种基于机床动力学特性的切削模拟方法，其特征在于：工件速度v为0.1m/s～50m/s。