[发明专利]基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法

摘要

一种基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法，包括：选择脉冲切削方式，脉冲切削方式包括铣削、车削和镗削凸台，建立与脉冲切削方式对应的切削力模型，根据切削力模型生成切削参数，并随机生成凸台参数，根据切削参数和凸台参数计算切削力的自功率谱，并判断自功率谱的频宽是否覆盖期望的频带范围，判断自功率谱的能量是否大于一阈值能量，若能量大于阈值能量，则根据所选的切削参数生成数控指令代码，以控制机床加工待切削试件，测量机床的响应信号，并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点以及模态振型向量。本发明能够估计激励力的能量大小，继而从互功率谱矩阵中获取模态比例因子。

主权项

1.一种基于切削激励的机床结构模态比例因子获取方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择脉冲切削方式，脉冲切削方式包括铣削、车削和镗削凸台：(2)建立与脉冲切削方式对应的切削力模型，根据切削力模型生成切削参数，并随机生成凸台参数：(3)根据切削参数和凸台参数计算切削力的自功率谱[G_XX(jω)]，并判断自功率谱的频宽是否覆盖期望的频带范围，若频宽覆盖期望的频带范围，则进入步骤(4)，否则提高主轴转速的取值范围，或减小凸台壁厚序列的取值范围，并返回所述步骤(2)；(4)判断自功率谱的能量是否大于一阈值能量，若能量大于阈值能量，则进入步骤(5)，否则提高背吃刀量和每齿进给量的大小，并返回所述步骤(2)；(5)根据所选的切削参数生成数控指令代码，以控制机床加工待切削试件；(6)测量机床的响应信号，并根据以下公式计算响应信号的互功率谱矩阵；[Gyy(jω)]=PSD11(jω)CSD12(jω)CSD13(jω)CSD14(jω)CSD21(jω)PSD22(jω)CSD23(jω)CSD24(jω)CSD31(jω)CSD32(jω)PSD33(jω)CSD34(jω)CSD41(jω)CSD42(jω)CSD43(jω)PSD44(jω)---(2)]]>其中[G_yy(jω)]表示响应信号的互功率谱矩阵，CSD_kl(jω)表示第k点响应信号对l点响应信号的互功率谱，PSD_kk(jω)表示第k点响应信号的自功率谱；(7)根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点λ_1...N和以及模态振型向量ψ_1...N和(8)根据自功率谱[G_XX(jω)]、系统极点λ_1...N和以及模态振型向量ψ_1...N和计算机床结构的模态比例因子。