[发明专利]刀具模态参数不确定的曲面五轴数控工艺参数优化方法

摘要

本发明涉及一种刀具模态参数不确定的曲面五轴数控工艺参数优化方法，属于计算机数控加工技术领域。该加工工艺参数优化方法步骤包括：首先获取刀具系统模态参数不确定区间；建立五轴铣削加工动力学模型，模型中的输入参数包括：刀具系统模态参数区间、切削力系数、刀具几何和刀具路径；求解五轴铣削加工颤振稳定曲线；以此曲线为约束建立工艺参数优化模型；通过序列非线性规划方法求解该模型得到优化后的工艺参数。由于本发明中考虑了刀具系统模态参数的不确定，更加接近真实的加工状况，从而提高了加工中颤振预报的准确性。

主权项

1、一种刀具模态参数不确定的曲面五轴数控工艺参数优化方法，其特征在于包括如下步骤：1)以锤击力或激振器敲击力作为激励输入信号，以刀具系统上刀尖点的加速度为输出信号，通过传递函数计算获取刀具系统的模态参数；所述刀具系统的模态参数包括模态质量、模态阻尼和模态刚度；2)根据多次刀具系统模态实验获取的刀具系统的模态参数，确定刀具系统各模态参数的不确定区间上下界；3)建立刀具的几何参数、刀具系统模态参数、切削力系数、机床主轴转速及切削深度与铣削加工过程中的瞬态切削厚度之间的函数关系；利用这些函数关系，基于颤振预报的时间域有限元方法和区间代数，求解得到铣削加工颤振稳定图上下界曲线；4)以机床主轴转速最大化和刀具振动最小化为优化目标，以铣削加工颤振稳定图下界曲线为约束条件，建立空间曲面五轴加工工艺参数优化模型，通过序列非线性规划方法优化求解该模型，获得优化后的机床主轴转速。