[发明专利]一种基于过阻尼效应铣削颤振稳定性预测方法

摘要

本发明提供一种基于过阻尼效应铣削颤振稳定性预测方法，该方法在进行工件铣削过程中，获取铣削刀具几何结构参数和铣削过程动态参数，确定一个刀齿旋转周期内工件铣削过程中犁削力产生的总能量，利用能量守恒定律，得到等价线性过程阻尼系数，将等价线性过程阻尼转变为x方向等价过程阻尼和y方向等价过程阻尼，将x方向等价过程阻尼系数和y方向等价过程阻尼系数输入铣削动力学方程得到基于过程阻尼效应的铣削动力学模型，采用ZOA法求解基于过程阻尼效应的铣削动力学模型，得到基于过程阻尼效应的颤振稳定性模型，从而得到极限稳定性切深与刀具转速之间的关系，并绘制基于过程阻尼效应的颤振稳定性叶瓣图。

主权项

1.一种基于过阻尼效应铣削颤振稳定性预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在进行工件铣削过程中，获取铣削刀具几何结构参数和铣削过程动态参数；步骤2：根据铣削刀具几何结构参数和铣削过程动态参数确定一个刀齿旋转周期内工件铣削过程中犁削力产生的总能量，利用能量守恒定律，将该犁削力产生的总能量等价于一个周期内等价线性过程阻尼力产生的能量，得到等价线性过程阻尼系数，具体步骤如下：步骤2.1：根据铣削刀具几何结构参数和铣削过程动态参数确定刀具的切向位移和刀具的径向位移；步骤2.2：将刀具的轴向切深a均分为Nz个微元，确定刀具刀齿的切向犁削微元力和刀齿的径向犁削微元力；步骤2.3：确定犁削力在一个振动周期内产生的能量ei，即刀具刀齿在一个振动波长刀齿径向犁削微元力和切向犁削微元力所做功之和；步骤2.4：根据刀具颤振角频率ωc和刀具角速度Ω确定刀具刀齿旋转一周留在工件表面的振动波纹个数；步骤2.5：确定犁削力的总能量，即犁削力在刀具刀齿旋转一周做的功；步骤2.6：利用能量守恒定律，将犁削力的总能量等价于一个周期内采用线性粘性阻尼的过程阻尼力产生的能量，得到等价线性过程阻尼系数；步骤3：将等价线性过程阻尼转变为x方向等价过程阻尼和v方向等价过程阻尼，得到x方向等价过程阻尼系数和y方向的等价过程阻尼系数；步骤4：将x方向等价过程阻尼系数和y方向等价过程阻尼系数输入铣削动力学方程得到基于过程阻尼效应的铣削动力学模型；步骤5：采用ZOA法求解基于过程阻尼效应的铣削动力学模型，得到基于过程阻尼效应的颤振稳定性模型，从而得到极限稳定性切深与刀具转速之间的关系，并绘制基于过程阻尼效应的颤振稳定性叶瓣图。