[发明专利]一种加工表面形貌分布特性的表征与解算方法

权利要求书

1.一种加工表面形貌分布特性的表征与解算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过立铣刀铣削加工表面形貌实验及控制变量提取方法，从而获得铣削振动加速度信号和已加工表面形貌；

步骤二：通过已加工表面形貌变化特性检测与表征方法，从而提出已加工表面网格划分方法及已加工表面形貌单元表征方法；

步骤三：通过铣削振动影响下铣刀及其刀齿切削行为表征方法，从而获得铣削振动影响下铣刀及其刀齿切削行为；

步骤四：通过刀齿铣削微元与已加工表面形貌单元表征方法，从而获得已加工表面形貌单元解算方法，具体是：

步骤d1：刀齿误差影响下刀尖点位移：由于刀齿误差对铣刀刀尖点瞬时位置产生影响，建立误差影响下刀尖点位移曲线；

步骤d2：刀齿瞬时位置角解算：建立刀齿瞬时接触角模型，解算任意刀齿瞬时位置角；

步骤d3：铣刀铣削微元划分：由于硬质合金立铣刀的切削刃为螺旋线，在铣削过程中任意瞬时切削刃上不同位置处的切削条件也就不同，故沿铣刀轴线微元等分，将切削刃离散为若干铣削微元；

步骤d4：已加工表面形貌单元解算：采用已加工表面形貌单元特征点提取方法，针对仿真获得的已加工表面形貌，提取其形貌单元特征点，表征已加工表面形貌分布的变化特性；

步骤五：对已加工表面形貌单元解算方法的验证，从而确定解算方法正确。

2.如权利要求1所述的一种加工表面形貌分布特性的表征与解算方法，其特征在于：在步骤一中，还包括以下步骤：

步骤a1：确定铣削加工表面形貌实验方法；

步骤a2：获取工件结构及已加工表面特征；

步骤a3：获取铣刀结构及刀齿误差分布序列；

步骤a4：获取铣削方式及切削参数；

步骤a5：采用DHDAS5922动态信号测试系统，提取振动加速度信号；

步骤a6：通过铣刀与工件的相对运动，使铣刀切削刃沿轨迹刻印到工件的加工表面，形成波纹状的形貌特性，并对工件已加工表面形貌进行检测。

3.如权利要求1所述的一种加工表面形貌分布特性的表征与解算方法，其特征在于：在步骤二中，还包括以下步骤：

步骤b1：已加工表面网格单元划分方法：根据立铣刀铣削实验获得的已加工表面，以铣刀切入端为起点，铣刀切出端为终点，对整张已加工表面划分网格；

步骤b2：确定已加工表面网格单元长度；

步骤b3：确定已加工表面网格单元宽度；

步骤b4：已加工表面网格单元中的已加工表面形貌单元特征点的识别和提取；

步骤b5：采用高次多项式分布函数，对已加工表面形貌单元进行表征，式中：z_g(x_g,y_g)为高次多项式分布函数；(x_g, y_g, z_g)为已加工表面形貌轮廓任意点在工件坐标系中的坐标，其中，工件坐标系为o_g-x_gy_gz_g，工件坐标系原点o_g为工件三个互相垂直的安装定位基准面交点，与铣刀进给速度方向平行的坐标轴为x_g，与工件待切削宽度方向平行的坐标轴为y_g，与x_g、y_g两轴垂直的坐标轴为z_g；高次多项式中x_g的次幂为I；高次多项式中y_g的次幂为J；高次多项式中x_g的最高次幂为M；高次多项式中y_g的最高次幂为E；多项式中各项系数为P_IJ，其中，P_I0代表与铣刀进给速度方向有关的方程系数，P_0J代表与铣削宽度方向相关的方程系数，其余系数受铣刀进给速度方向和铣削宽度方向共同作用。