[发明专利]高能效铣削加工误差动态分布特性识别方法

说明书

高能效铣削加工误差动态分布特性识别方法，属于机械加工技术领域。本发明包括高能效铣削加工误差逐点解算方法、高能效铣削加工误差动态分布时频特性的表征方法和高能效铣削加工误差动态分布影响因素的识别方法，建立高能效铣削加工误差逐点解算模型，表征铣削加工误差动态分布时频特性，识别高能效铣削加工误差动态分布的影响因素，结合解算实例与实测结果，验证该方法的有效性，准确描述出铣削加工误差的动态分布特性。

技术领域

本发明涉及一种高能效铣削加工误差动态分布的识别方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

高能效铣刀凭借优良的切削性能，得到广泛应用。高能效铣削加工误差分布特性是评定铣刀切削铣削加工表面几何参数变化、切削稳定性和动态切削能效的重要指标。铣刀高速、断续切削过程中，受切削载荷不断变化影响，铣削加工表面形成过程处于不稳定状态，其铣削加工误差不断变化，直接影响铣刀动态切削能效和加工质量一致性。故为了实现高能效铣削加工表面形成过程的精确控制，需要研究高能效铣削加工误差动态分布特性。

高能效铣刀瞬时多齿切削方式决定了其铣削加工表面和铣削加工误差的形成过程，铣刀刀齿瞬时切削行为及其刀齿间铣削加工表面最大残留高度特征点分布是揭示铣削加工误差动态特性的关键。已有关于铣削加工表面形成过程的研究，假定铣刀各个刀齿的瞬时切削行为具有相同的变化特性，忽略了铣削振动和刀齿误差对各个刀齿瞬时切削行为影响特性之间的差异性。

在铣削加工误差测量和表征上，已有的方法主要采用误差最大值法对铣削加工表面几何参数整体偏离水平进行评判，忽略了刀齿间残留铣削加工表面特征点相对位置矢量的时频局部化特性。其中，相对位置矢量是指相对位置偏差、法矢量倾角偏差、法矢量方向角偏差和曲率。

因此，亟需提出一种新型的高能效铣削加工误差动态分布特性识别方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决已有的铣削加工误差识别方法忽略铣刀及其刀齿瞬时切削行为变化影响铣削加工表面动态形成过程的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

高能效铣削加工误差动态分布特性识别方法，包括高能效铣削加工误差逐点解算方法、高能效铣削加工误差动态分布时频特性的表征方法和高能效铣削加工误差动态分布影响因素的识别方法，具体步骤如下：

一、高能效铣削加工误差逐点解算方法：

步骤1.1，根据被加工工件材料及加工要求，确定待加工表面；

步骤1.2，根据加工要求确定铣削工艺方案，包括：确定切削参数、铣刀设计位姿、铣刀结构参数和刀齿误差；

步骤1.3，根据上述铣削工艺方案进行铣削实验，利用加速度传感器对实验过程中的振动进行测量，获取铣削振动信号；计算切削参数、铣刀设计位姿、铣刀结构参数、刀齿误差和铣削振动影响下的铣刀瞬时姿态角、铣刀轨迹、刀齿瞬时位置角、刀齿轨迹；

步骤1.4，利用上述解算结果，提取工件铣削加工表面残留的相邻刀齿切削运动轨迹交点的切削宽度反方向的最大值点，以获得铣削加工表面特征点，进行铣削加工表面方程的构建；

步骤1.5，采用高能效铣削加工误差逐点解算方法对铣削加工表面特征点进行相对位置偏差、法矢量倾角偏差、法矢量方向角偏差和曲率的解算；

二、高能效铣削加工误差动态分布时频特性的表征方法：

由高能效铣削加工误差逐点解算方法获取相对位置偏差、法矢量倾角偏差、法矢量方向角偏差和曲率的分布曲线，利用时域特征参数，频域特征参数对上述分布曲线进行定量描述；