[发明专利]一种基于生产现场统计数据分析的切削用量确定方法

权利要求书

1.一种基于生产现场统计数据分析的切削用量确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：统计包含N条切削数据记录的切削数据集，每条切削数据记录各分类属性和参数属性，所述分类属性包括切削工艺、工件材料种类、工件材料牌号、工件被加工表面几何特征、刀具材料牌号、刀具材料种类、刀具几何特征，所述切削工艺包括车削、铣削、钻削、铰削、镗削数控切削工艺，所述参数属性包括切削用量、刀具几何参数和工件被加工表面几何参数，所述切削用量包括进给量、切削深度、切削行距，所述刀具几何参数包括刀具直径、刀尖圆角半径、刀具前角、刀片宽度、铣刀齿数、铣刀螺旋角和主偏角，所述工件被加工表面几何参数包括外圆弧半径、内圆弧半径、工件的外表面直径和内表面直径；

步骤2：判断每条切削数据记录的完整性，如果第k条切削数据记录中包含所有分类属性、切削工艺对应的所有切削用量以及特定刀具几何特征所对应的刀具几何参数，则认为第k条切削数据记录是完整的，否则，认为第k条切削数据记录是不完整的，剔除不完整的切削数据记录，k＝1,2,…,N，所述特定刀具几何特征所对应的刀具几何参数为：旋转类刀具的刀具几何参数是指刀具直径，铣刀的刀具几何参数是指铣刀齿数，切槽刀具的刀具几何参数是指刀片宽度；

步骤3：判断每条切削数据记录的合理性，如果第k条切削数据记录中的切削用量是在设备额定转速受限情况下保存的，则认为第k条切削数据记录中的切削用量是不合理的，剔除切削用量不合理的切削数据记录；

步骤4：按照每种分类属性对N'条具备完整性、合理性的切削数据记录进行分组，得到对应不同分类属性的切削数据组，其中N'表示剔除不完整的、不合理的切削数据记录后切削数据集中剩余的总条数；

步骤5：建立计算每组切削条件下对应切削速度的表达式如公式(1)所示，

式中，V_c,j表示第j组切削条件下的切削速度，j＝1,2,…,Q，Q表示切削数据集分组后的总组数，C、n1～n14表示待求解参数，f表示进给量，a_p表示切削深度，a_e表示切削行距，d表示刀具直径，r表示刀具圆角半径，γ表示刀具前角，w表示刀片宽度，z表示铣刀齿数，β表示铣刀螺旋角，κ表示刀具主偏角，R_e表示工件被加工表面的外圆弧半径，R_i表示工件被加工表面的内圆弧半径，D_e表示工件的外表面直径，D_i表示工件的内表面直径，各待求解参数n1～n14需满足合理的数值范围，即-1≤n1≤0、-0.5≤n2≤0、-0.5≤n3≤0、0≤n4≤0.5、0≤n5≤0.5、0≤n6≤0.5、-0.5≤n7≤0、-0.5≤n8≤0、-0.5≤n9≤0.5、-0.5≤n10≤0、-0.5≤n11≤0、0≤n12≤0.5、-0.5≤n13≤0、0≤n14≤0.5；

步骤6：如果第j组切削数据组中包含的切削数据记录超过5条，将第j组切削数据组中每条切削数据记录分别代入公式(1)中，通过回归分析求解公式(1)中的待求解参数；

步骤7：将求解出来的各参数带入公式(1)，确定出第j组切削条件下切削速度的具体表达式；

步骤8：如果第j'组切削数据组中包含的切削数据记录不超过5条，利用公式(1)通过回归分析求解各参数时，借用与切削工艺、工件材料种类和刀具材料种类均相同的组别所对应的已经确定出切削速度具体表达式中的n1～n14的具体数值，待求解参数C的具体数值通过将第j'组切削数据组中的包含参数属性最多的一条切削数据记录带入公式(1)中确定，若包含参数属性最多的切削数据记录大于等于2条，则分别通过每条切削数据记录求解参数C并取平均值，即可确定出第j'组切削条件下切削速度的具体表达式，其中j'∈Q；

步骤9：根据各个组别切削条件下的切削速度，以及对应的进给量、切削深度、切削行距即可确定出切削用量。