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申请/专利权人：湖南工业大学
申请日：2021-12-02
公开（公告）日：2024-06-25
公开（公告）号：CN114004112B
主分类号：G06F30/20
分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F119/14
优先权：
专利状态码：有效-授权
法律状态：2024.06.25#授权;2022.02.22#实质审查的生效;2022.02.01#公开
摘要：本发明公开了一种椭圆超声振动辅助铣削切削力预测方法，包括以下步骤：S1.采用Z‑MAP模型对工件进行描述；S2.建立刀具中心、刀尖运动轨迹方程以及速度方程；S3.更新工件Z‑MAP模型并计算瞬时切削厚度；S4.运用瞬时刚性力模型，计算椭圆超声振动辅助铣削在X、Y和Z三个方向动态切削力。本发明采用Z‑MAP模型来表示工件的切削过程，有效避免了切削刃与复杂空间曲线之间的求交点问题，大大简化了瞬时切削厚度以及瞬时切削力的计算过程；采用网格化与二分法相结合方法，快速有效实现了瞬时切削厚度的计算。
主权项：1.一种椭圆超声振动辅助铣削切削力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.采用Z-MAP模型对工件进行描述；S2.建立刀具中心、刀尖运动轨迹方程以及速度方程；椭圆超声振动辅助铣削刀尖运动轨迹的建模过程如下：椭圆超声振动辅助铣削的运动由铣刀绕主轴的回转运动、绕铣刀轴心椭圆振动及铣刀的直线进给运动复合而成，其中铣刀的进给运动方程为： 其中，vf为进给速度，ft为铣刀每齿进给量，n为主轴转速，N为刀齿数，t为时间；铣刀绕主轴回转运动方程为： 其中，r为铣刀半径，ω为铣刀回转角频率，刀尖在Oxy平面内作超声椭圆振动，椭圆振动的轨迹方程为： 其中，a、b分别为超声椭圆振动在椭圆长轴和短轴两个方向上的振幅，f为超声振动频率；当铣刀旋转ωt时，椭圆长轴方向与Ouv坐标系中的u轴方向一致；将Ouv坐标系中椭圆方程转换为Oxy坐标系中的轨迹方程，其坐标变换可表示为： 刀尖点运动轨迹方程为： 椭圆超声振动辅助铣削刀尖运动速度方程的建模过程如下：对刀尖运动轨迹方程5求导可得刀尖运动速度方程为： 合成速度及其方向为： 切向和径向的切削速度分量分别为： S3.更新工件Z-MAP模型并计算瞬时切削厚度；S4.运用瞬时刚性力模型，计算椭圆超声振动辅助铣削在X、Y和Z三个方向动态切削力。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 湖南工业大学 一种椭圆超声振动辅助铣削切削力预测方法
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