[发明专利]基于刚度变化的铣削颤振抑制方法及铣削颤振优化系统

摘要

公开了一种基于刚度变化的铣削颤振抑制方法及铣削颤振优化系统，该方法对铣刀进行锤击模态实验，得到其模态质量，模态刚度以及模态阻尼等模态参数；通过对预定的工件材料进行铣削力系数辨识实验，得到铣削力系数；建立刚度时变铣削动力学方程；各种刚度变化下的刚度时变铣削动力学方程稳定性分析，得到不同条件下的铣削稳定性叶瓣图，比较所述叶瓣图，选择切削极限深度最大的作为切削参数以抑制颤振。采用本方法或系统可有效抑制铣削颤振，提升铣削稳定性叶瓣图，提高加工质量和加工效率。

主权项

1.一种基于刚度变化的铣削颤振抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n第一步骤(S1)中，首先建立坐标系，以铣刀顶部中心为原点，以进给方向为OX轴，OY轴垂直于进给方向，在铣刀刀尖处的X和Y方向分别安装加速度传感器，对铣刀进行锤击模态测试以得到X和Y方向的模态质量m_x，m_y、模态刚度k_x，k_y、模态阻尼c_x，c_y；/n第二步骤(S2)中，对预定的工件材料进行铣削力系数测试以得到铣削力系数，其中，铣刀直线在压电式测力平台上直线铣削以测试不同进给速度下的铣削力，对铣削力和进给速度进行拟合得到切向切削力系数和径向切削力系数K_tc和K_rc；/n第三步骤(S3)中，建立刚度时变铣削动力学方程：/n /n其中，F_x(t)和F_y(t)分别表示X和Y方向的铣削力，其中，/n /n其中，i表示第i个刀齿，N表示铣刀齿数，a表示轴向切削深度，f为每齿进给量，第i个刀齿的位置φ_i(t)＝2πΩ/60+(i-1)2π/N，Ω为主轴转速，时延τ＝60/N/Ω，s＝sin(φ_i(t))，c＝cos(φ_i(t))，x(t)和y(t)为铣刀当前时刻t的X和Y方向的振动位移，刀(t-T)和y(t-T)为t-T时刻的X和Y方向的振动位移，g(φ_i(t))为分段函数，其中，φ_st为铣刀刀齿切入角度，φ_ex为铣刀刀齿切出角度；/n第四步骤(S4)中，各种刚度变化下的刚度时变铣削动力学方程稳定性分析，得到不同条件下的铣削稳定性叶瓣图，其中，所述刚度变化在X和/或Y方向的变化频率或幅值不同，比较所述叶瓣图，选择切削极限深度最大的作为切削参数以抑制颤振，所述刚度变化包括正弦、余弦、方波或三角波。/n