[发明专利]一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法

权利要求书

1.一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，利用高速摄像机(6)经光学系统连续拍摄高速铣削过程中的应力条纹从刀具前刀面到切削材料(4)内部的传播过程，得到高速铣削过程中的应力波传播轨迹；

步骤2，对步骤1中的高速铣削过程进行仿真，利用离散元法对高速铣削过程中切削材料(4)的应力进行数值计算，得到切削材料(4)在整个高速铣削过程中的应力分布结果；

步骤3，根据平面应力状态下应力波波速的理论计算公式：

计算得到应力波纵波与横波在切削材料(4)中的传播速度，并结合步骤1得到的应力波传播轨迹，得到高速铣削过程中应力波纵波与横波的波阵面位置信息及在切削材料(4)中的作用区域；

步骤4，根据步骤2得到的应力分布结果，结合步骤3纵波与横波波阵面在切削材料(4)中的作用区域，分析得到刀片撞击切削材料(4)瞬间，产生的应力波传播、反射及迭加形成复合应力波效应的过程。

2.根据权利要求1所述的一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法，其特征在于，步骤1中，利用高速铣床对切削材料(4)进行高速铣削，其铣削方式采用正交铣削，铣削力均匀作用于材料厚度方向。

3.根据权利要求1所述的一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法，其特征在于，步骤1中，利用高速摄像机(6)连续拍摄应力条纹传播过程时，具体包括如下步骤：

步骤1.1，调整光学系统，调整光学系统的中轴线与高速铣床主轴方向平行；所述的光学系统包括与高速摄像机(6)同轴设置的光源(1)、毛玻璃片(2)、起偏镜(3)和检偏镜(5)；光源(1)和高速摄像机(6)分别设置在切削材料(4)两侧，检偏镜(5)设置在高速摄像机(6)的镜头上，毛玻璃片(2)和起偏镜(3)依次设置在光源(1)和切削材料(4)之间；

步骤1.2，设置高速摄像机参数，设置高速摄像机(6)的曝光时间、拍摄速率、拍摄触发模式和分辨率，并调整检偏镜(5)的偏振轴方向，使得经过检偏镜(5)后的光场为暗场；

步骤1.3，获取应力波传播轨迹，运行高速铣床并进行铣削加工初始化，进行铣削并开始拍摄应力条纹的传播过程。

4.根据权利要求3所述的一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法，其特征在于，所述光源(1)采用白色背景的无频闪LED灯，用于保证高速摄像机(6)的连续拍摄。

5.根据权利要求1所述的一种高速铣削过程中应力波效应的分析方法，其特征在于，所述切削材料(4)采用板材，其厚度小于铣刀盘(7)所采用的刀片侧刃长度。