[发明专利]用于平头微铣削刀具磨损预测和加工参数优化的通用方法

权利要求书

1.一种用于平头微铣削刀具磨损预测和加工参数优化的通用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据微铣削加工参数、材料加工性能和切削长度，利用式(1)分别建立包含未知参数的微铣刀具磨损模型，包括：月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB；

式(1)中，S_KT、S_VB和S_NB分别表示月牙洼磨损模型、后刀面磨损模型和径向磨损模型，k_KT，k_VB和k_NB分别表示与月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB相关的修正系数，f_1KT(υ,a_p,f_t)，f_1VB(υ,a_p,f_t)，f_1NB(υ,a_p,f_t)分别表示月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB中与加工参数有关的函数，并有：

式(2)中，υ为微铣刀切削速度，a_p为切削深度，f_t为每齿进给量，a_1KT、a_2KT、a_3KT表示月牙洼磨损模型S_KT中与加工参数有关的系数，a_1VB、a_2VB、a_3VB表示后刀面磨损模型S_VB中与加工参数有关的系数；a_1NB、a_2NB、a_3NB表示径向磨损模型S_NB中与加工参数有关的系数；

式(1)中，f_2KT(l)，f_2VB(l)，f_2NB(l)分别表示月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB中与铣刀切削长度有关的函数，并有：

式(3)中，l为加工过程中的切削长度，b_1KT，b_2KT，b_3KT分别表示月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB中与切削长有关的系数；

式(1)中，f_3KT(σ_s,HRC)，f_3VB(σ_s,HRC)，f_3NB(σ_s,HRC)分别表示月牙洼磨损模型S_KT、后刀面磨损模型S_VB和径向磨损模型S_NB中与被加工材料切削性能有关的函数，并有：

式(4)中，σ_s为材料屈服应力，HRC为材料洛氏硬度，c_1KT、c_2KT表示月牙洼磨损模型S_KT中与材料切削性能有关的系数，c_1VB、c_2VB表示后刀面磨损模型S_VB中与材料切削性能有关的系数，c_1NB、c_2NB表示径向磨损模型S_NB中与材料切削性能有关的系数；

步骤2、根据实验得到的微铣刀磨损数据，包括：前刀面月牙洼磨损值、后刀面磨损值和径向磨损值，采用数值方法分别标定所述微铣刀具磨损模型中的参数；

步骤3、将标定的参数分别代入步骤1中的磨损模型中，得到标定后的微铣刀磨损模型，用于微铣削过程中刀具磨损预测；

步骤4、以月牙洼磨损、后刀面磨损和径向磨损的整体最小化作为目标函数，以刀具磨钝标准为约束条件，从而对微铣削加工参数进行优化，得到最优加工参数υ^*，和f_t^*；其中，刀具磨钝标准为满足加工精度前提下，刀具可容许的最大磨损量；

微铣削参数的优化目标如式(5)所示，约束条件如式(6)所示：

min(S_KT,S_VB,S_NB) (5)

式(6)中，S_KTmax，S_VBmax和S_NBmax分别为月牙洼磨损、后刀面磨损和径向磨损的最大磨损量即磨钝标准。