[发明专利]一种切削刃钝圆半径计算的数据选取方法

摘要

本发明一种切削刃钝圆半径计算的数据选取方法属于刀具几何特征测量技术领域，涉及一种切削刃钝圆半径计算的数据选取方法。该方法首先利用显微测量方法获得刀具切削刃轮廓，提取刀具切削刃轮廓数据点曲线。采用迭代方法拟合计算并逐次逼近刀具前、后刀面所在直线，得到切削刃刃圆拟合数据点范围，计算切削刃刃圆钝化半径和左、右距离差。重复上述拟合计算过程进行迭代计算，直到左距离差和右距离差均达到迭代终止条件。本方法消除参与刀具切削刃刃圆拟合数据点范围不确定带来的误差，应用本方法拟合计算刀具切削刃刃圆钝化半径更加真实、准确，易于实现程序化，并可以有效提高刀具切削刃刃圆钝化磨损测量的效率。

主权项

一种切削刃钝圆半径计算的数据选取方法，其特征是，该方法在显微测量获取磨损后刀具切削刃形貌轮廓数据的基础上，采用迭代思想拟合计算并逐次逼近刀具前、后刀面所在直线，计算切削刃刃圆钝化半径和左、右距离差，直到左距离差和右距离差均达到迭代终止条件，选取用于拟合切削刃钝圆的数据，即用于切削刃钝圆半径计算的数据范围；该数据选取方法的具体步骤如下：1)首先利用显微测量方式提取出刀具切削刃轮廓数据点曲线C；在刀具切削刃轮廓数据点曲线C中，设纵坐标最高点A的坐标为(xA,yA)，刀具切削刃轮廓数据点曲线C上的左侧坐标点B和右侧坐标点W与纵坐标最高点A的纵坐标差值H为加工参数下的未变形切屑厚度；2)初始条件下拟合刀具切削刃前、后刀面所在直线将参与拟合前刀面所在直线的数据点集合设为：Ji={(xJi1,yJi1),(xJi2,yJi2),...,(xJia,yJia)}]]>将参与拟合后刀面所在直线的数据点集合设为：Ki={(xKi1,yKi1),(xKi2,yKi2),...,(xKib,yKib)}]]>其中，i＝1,2,...,k，k为迭代次数，a为拟合前刀面所在直线数据点集合中数据点个数，b为拟合后刀面所在直线数据点集合中数据点个数；设mi为前刀面所在直线，ni为后刀面所在直线；其中，i＝1,2,...,k，k为迭代次数；前刀面所在直线mi的方程为公式(1)，后刀面所在直线ni的方程为公式(2):ymi=(ΣxJic2)(ΣyJic)-(ΣxJic)(ΣxJiCyJic)a(ΣxJic2)-(ΣxJic)2+a(ΣxJicyJic)-(ΣxJic)(ΣyJic)a(ΣxJic2)-(ΣxJic)2x---(1)]]>yni=(ΣxKid2)(ΣyKid)-(ΣxKid)(ΣxKidyKid)b(ΣxKid2)-(ΣxKid)2+b(ΣxKidyKid)-(ΣxKid)(ΣyKid)b(ΣxKid2)-(ΣxKid)2x---(2)]]>其中，i＝1,2,...,k，k为迭代次数；c＝1,2,...,a；d＝1,2,...,b；角平分线li为前刀面所在直线mi与后刀面所在直线ni所成夹角的角平分线，交点Si为角平分线li与刀具切削刃轮廓数据点曲线C的相交点；内切圆Di为过交点Si作与前刀面所在直线mi及后刀面所在直线ni相切的内切圆；内切圆Di与前刀面所在直线mi和后刀面所在直线ni的切点Pi、Qi分别称为左切点Pi和右切点Qi，其中，i＝1,2,...,k，k为迭代次数；3)迭代逼近计算刀具前、后刀面所在直线提取刀具切削刃轮廓数据点曲线C上介于纵坐标最高点A和左侧坐标点B之间的数据点，作为拟合前刀面所在直线数据点集合提取刀具切削刃轮廓数据点曲线C上介于纵坐标最高点A和右侧坐标点W之间的数据点，作为拟合后刀面所在直线数据点集合取i＝1时，用通过公式(1)、(2)，利用最小二乘法拟合前刀面所在直线mi和后刀面所在直线ni，得到前刀面所在直线m1和后刀面所在直线n1；作前刀面所在直线m1和后刀面所在直线n1所成夹角的角平分线l1，角平分线l1与刀具切削刃轮廓数据点曲线C交于交点S1，过交点S1作与前刀面所在直线m1及后刀面所在直线n1相切的内切圆D1，也得到左切点P1以及与右切点Q1；保证拟合前刀面所在直线数据点集合中数据点个数a和拟合后刀面所在直线数据点集合中数据点个数b不变，将参与拟合前、后刀面所在直线的数据点集合和中的数据点依次沿纵坐标方向Y向下移动一个坐标位置，i＝2，得到参与下一次拟合前、后刀面所在直线的数据点集合为：利用公式(1)、(2)拟合前刀面所在直线m2和后刀面所在直线n2；作前刀面所在直线m2和后刀面所在直线n2所成夹角的角平分线l2，角平分线l2与刀具切削刃轮廓数据点曲线C交于交点S2，过交点S2作与前刀面所在直线m2及后刀面所在直线n2相切的内切圆D2，得到左切点P2以及与右切点Q2；4)迭代终止判别设Ei为左切点Pi与Pi+1间的左距离差；Gi为右切点Qi与Qi+1间的右距离差；计算左切点P1与左切点P2之间的左距离差E1，然后计算右切点Q1和右切点Q2之间的右距离差G1；重复上述拟合计算过程进行迭代计算，直到左距离差Ei和右距离差Gi均达到迭代终止条件，即满足公式(3)：Ei<g,Gi<g   (3)g为迭代终止条件，g值比测量刀具切削刃形貌数据所用显微镜分辨率小一个数量级；达到迭代终止条件后，提取此时位于左切点Pi和右切点Qi之间的数据点，作为拟合刀具切削刃钝圆数据点集合，即用于切削刃钝圆半径计算的数据范围。