[发明专利]考虑刀具振动下动态切屑厚度的实时切削力系数计算方法

权利要求书

1.一种考虑刀具振动下动态切屑厚度的实时切削力系数计算方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、刀具几何参数由提供刀具的厂商同时提供或通过刀具测量获得；系统动力学模型的建立过程中，将刀具端部看作一个二自由度弹簧振子模型，利用锤击实验测量安装在主轴夹头上的刀具的底端模态刚度、阻尼和模态质量参数，从而确定系统动力学方程：

其中，m_x、m_y分别为x和y方向的模态质量，c_x、c_y分别为x和y方向的模态阻尼，k_x、k_y分别为x和y方向的模态刚度；

步骤二、使用满足要求的恒定切削参数侧铣工件，并通过切削测力仪测量实时的切削力，这一组切削力是在固定坐标系下的力F_xt(t_k)、F_yt(t_k)、F_zt(t_k)；

步骤三、确定每一个采样点t_k刀具的转动角度，将力F_xt(t_k)、F_yt(t_k)、F_zt(t_k)转换为刀具坐标系内的力F_tc(t_k)、径向力F_rc(t_k)、切向力F_ac(t_k)：

其中，

步骤四、利用系统动力学方程(1)和系统实时获得的切削力F_xt(t_k)、F_yt(t_k)，利用经典四级四阶Runge-Kutta方法求解刀具实时振动位移，之后利用刀具实时振动位移计算动态切屑厚度：

其中，T为刀具连续两个刀齿切入的时间差；此时刀具刀刃上真实的切屑厚度为：

h(t_k)＝h_sta(t_k)+h_dyn(t_k) (4)

步骤五、结合每一点的切削力数据和动态切屑厚度构建正则方程：动态切屑厚度下切削力系数计算切削力的公式与每一个采样点力的值相对应，构建正则方程：

其中，a_p为刀具轴向切深；

求解正则方程，最终获得切削力系数。