[发明专利]基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法

权利要求书

1.一种基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法，其特征在于具有如下步骤：

S1、把加工过程划分成几个阶段，通过模态实验获取在各个阶段的开始时刻的刀具的模态参数与薄壁件的模态参数；

S2、建立薄壁件铣削过程在时域上的运动微分方程并将其在一个刀齿周期内离散化；

S3、通过各个阶段的开始时刻的刀具的模态参数与薄壁件的模态参数，建立薄壁件铣削过程在时域上的运动微分方程在一个刀齿周期内离散化的数学模型；

S4、根据并行计算理论，求解薄壁件铣削过程在时域上的运动微分方程在一个刀齿周期内离散化的数学模型，得出不同铣刀主轴转速下的薄壁件铣削的颤振稳定性临界轴向切深；

S5、根据一个加工阶段的主轴转速与颤振稳定性临界轴向切深绘制颤振稳定性叶瓣图，根据所有加工阶段的颤振稳定性叶瓣图绘制三维颤振稳定性叶瓣图。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：

S11、把加工过程划分成几个阶段；

S12、对各个阶段的不同薄壁件形状进行模态实验；

S13、根据模态实验数据计算各个阶段的开始时刻的刀具的模态参数与薄壁件的模态参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：

S21、建立薄壁件铣削过程在时域上的运动微分方程；

S22、将薄壁件铣削过程在时域上的运动微分方程在一个刀齿周期内离散化。

4.根据权利要求1所述的一种基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法，其特征在于：所述并行计算理论为把扫描主轴转速的过程分片，每一个分片线程并行独立计算，得到转速——颤振稳定性临界轴向切深切深数据元组，最后同步线程，将每一片的转速——临界轴向切深切深数据元组组合起来，形成全部的转速——颤振稳定性临界轴向切深切深数据元组。

5.根据权利要求4所述的一种基于薄壁件的铣削颤振稳定性预测的并行时域方法，其特征在于：所述每一个分片线程的计算步骤如下：

S41、初始化主轴转速，令主轴转速n等于初始转速值n_begin；

S42、判断总体终止条件，如果主轴转速n等于终止转速值n_end，计算结束，否则，执行步骤S43；

S43、初始化扫描轴向切深，令扫描轴向切深a_i等于初始扫描切深值a_begin；

S44、判断轴向切深扫描终止条件，如果扫描轴向切深a_i等于终止扫描切深值a_end，执行步骤S45，否则，执行步骤S46；

S45、增加主轴转速，把主轴转速n加上一个转速步长Δn，然后，执行步骤S42；

S46、针对当前的扫描轴向切深a_i，计算传递矩阵；

S47、计算传递矩阵的所有特征值λ₁，λ₂，λ₃，…，选择其中模最大λ_i的模的值为上界值λ_m；

S48、如果λ_m等于1，执行步骤S49，否则，执行步骤S410；

S49、把步骤S46中当前的扫描轴向切深a_i记录为主轴转速n下的颤振稳定性临界轴向切深，执行步骤S410；

S410、增加扫描轴向切深，把扫描轴向切深a_i加上一个切深步长Δa_i，然后，执行步骤S44。