[发明专利]一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统

说明书

一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统。所述确定方法包括：计算铣刀后刀面已经磨损的球头铣刀的前刀面的微元剪切力；建立所述铣刀后刀面已磨损的球头铣刀后刀面应力分布模型，获得后刀面应力分布模型；建立基于球头铣刀后刀面摩擦效应的摩擦应力模型；计算平面槽切的铣削力系数；根据所述铣削力系数、后刀面应力分布模型和摩擦应力模型计算所述球头后刀面磨损的铣削力。实现了对后刀面已经磨损的球头铣刀的铣削力的实时准确监测。

技术领域

本发明涉及铣削领域，特别是涉及一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统。

背景技术

在平面铣削加工过程中，铣削力是一个重要的物理参数，因此铣削力建模是当今铣削加工领域的重要研究内容，最早应用平面铣削摆线运动轨迹方法对铣削力进行建模，并提出瞬时铣削力厚度模型，提出了铣削剪切理论，并建立了铣削力公式；采用切削滑移线方法建立了铣削力模型。

现有技术中的多铣削力计算模型，理论解析模型是对铣削过程进行分析，以大量的铣削力实验数据为基础，进行铣削过程中应力、应变和摩擦角与铣削力的关系的建模研究，理论解析模型通过分析倾斜角和剪切应力的参数对铣削力的影响，建立与主要参数相关的数学模型，建立不同参数与铣削力关系的经验系数模型，但是，现有技术中没有关于后刀面发生磨损的情况下铣削力建模的方法没有涉及。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确确定基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法，所述确定方法包括：

计算铣刀后刀面已经磨损的球头铣刀的前刀面的微元剪切力；

建立所述铣刀后刀面已磨损的球头铣刀后刀面应力分布模型，获得后刀面应力分布模型；

建立基于球头铣刀后刀面摩擦效应的摩擦应力模型；

计算平面槽切的铣削力系数；

根据所述铣削力系数、后刀面应力分布模型和摩擦应力模型计算所述球头后刀面磨损的铣削力。

可选的，所述计算铣刀后刀面已经磨损的球头铣刀的前刀面的微元剪切力具体包括：

建立所述球头铣刀行切情况下在水平进给方向上的未变形切屑厚度模型，计算未变形切屑厚度

其中，表示未变形切屑厚度，f_z为每齿进给量,为切削刃微元点的轴向位置角，θ为切削刃微元点的位置角；

建立柱坐标系下球头铣刀前刀面微元剪切力模型，计算柱坐标系下铣刀前刀面的径向微元剪切力、切向微元剪切力和轴向微元剪切力

其中，dF_j,rc、dF_j,tc、dF_j,ac分别为柱坐标系下铣刀前刀面的径向、切向和轴向的微元剪切力，K_rc、K_tc与K_ac分别表示铣刀前刀面的径向、切向和轴向微元剪切力系数，表示未变形切屑厚度，dz为轴向切深微元；

建立笛卡尔直角坐标系下球头铣刀前刀面微元剪切力模型，计算笛卡尔直角坐标系下球头铣刀前刀面的微元剪切力；

可选的，所述建立所述铣刀后刀面已磨损的球头铣刀后刀面应力分布模型具体包括：

根据所述球头铣刀后刀面磨损带宽度VB，计算后刀面已磨损的球头铣刀后刀面切应力和正应力；当0＜x＜VB_p时，计算在塑性流动区的切应力和正应力；