本发明专利技术涉及一种基于铣床刀具动刚度测量的铣削加工工艺参数优化方法，其步骤是：1.机床铣刀系统的动刚度测量计算，1）建立机床铣刀系统动力学模型，2）机床铣刀静刚度测量计算，3）机床铣刀系统固有频率和阻尼比测量计算；2.铣削加工工艺优化。本发明专利技术在测量计算铣床刀具系统的静刚度和动刚度的基础上，通过测量计算机床刀具在X和Y方向上的静刚度与动刚度，并结合切削过程中铣削力获得铣削加工过程中刀具的变形量，利用遗传算法优化的铣削加工工艺参数，该方法易操作，实用性强，对实际铣削加工提高加工精度和加工效率有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种基于铣床刀具动刚度测量的铣削加工工艺参数优化方法，其特征在于，其步骤是：一?.机床铣刀系统的动刚度测量计算1）建立机床铣刀系统动力学模型机床?刀具系统简化为X和Y相互垂直方向上的二自由度振动系统，如下式所示：????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（1）????????????????????????式中：，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的质量；??????，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的阻尼；???????，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的刚度；，—分别为X、Y方向上作用在刀具切削力的分力；???经拉普拉斯转换得到：?????????????????（2）????????式中：?，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的动刚度；由上式（2）得知，机床?刀具系统的动刚度表示为：??????????????????????（3）?????????????式中：?，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的静刚度；，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的阻尼比；?，—分别为X、Y方向上机床—刀具系统的交变频率与固有频率比；其交变频率为，为铣刀齿数，为主轴转速；2）机床铣刀静刚度测量计算利用实验方法求刀具系统静刚度，刀具（3）通过刀柄（2）固定在主轴（1）上，使用压力传感器（4）在刀具（3）的刀尖位置上施加一定力，同时电涡流位移传感器（5）测量出刀具（3）的刀尖变形量，通过数据采集卡（6）和计算机（7）记录压力信号和电涡流位移传感器的位移信号，利用下式计算出刀具静刚度：????????????????????????????????（4）3）机床铣刀系统固有频率和阻尼比测量计算使用阶跃响应法来计算刀具系统的固有频率和阻尼比，步骤如下：首先利用拉力传感器（9）通过细绳（8）对刀具（3）施加一定的拉力作为系统输入信号；然后使用剪刀把细绳瞬间剪断，通过电涡流位移传感器（5）采集刀具另一端的位移振动的输出信号,最后通过阶跃响应频响函数计算出刀具系统的固有频率和阻尼比；通过上述静刚度测量和上述阶跃响应法可测量出机床?刀具系统X方向上的静刚度、固有频率和阻尼比，进而求出X方向的动刚度；用相同方法测量出机床?刀具系统Y方向上的静刚度、固有频率和阻尼比，求出Y方向的动刚度；二.?铣削加工工艺优化根据铣削加工原理，得到作用在整个铣刀上在X和Y方向上的瞬时切削力，如下式：???????????????????????????（5）式中，、、、分别为刀具主轴转速、刀具切削宽度、工件进给速度、刀具切削深度；通过上述加工工艺参数确定铣刀X方向和Y方向的铣削力值，结合机床?刀具系统的动刚度测量计算式（3），计算出铣削刀具在X方向和Y方向上的动态变形量，如式（6）所示：?????????????????（6）设主轴转速、切削宽度、工件进给速度、刀具切削深度及每齿切削量的约束条件为、、、、，对应于任一组参数，根据公式（6）可计算出铣削刀具的总变形，铣削材料去除率为，建立目标优化函数和：?????????????????????????????????????（7）??????????正规化后，各铣削工艺参数作为个体的表现形式为：???????????????????????????????????????????????（8）设定遗传算法的参数，世代数为，个体数为，一个变量个体的位长为，交叉率为，突然变异率为；可获得遗传算法优化后的结果主轴转速、切削宽度、工件进给速度、刀具切削深度做为机床加工工艺参数。201310244572X100001dest_path_image002.jpg,201310244572X100001dest_path_image004.jpg,201310244572X100001dest_path_image006.jpg,201310244572X100001dest_path_image008.jpg,201310244572X100001dest_path_image010.jpg,201310244572X100001dest_path_image012.jpg,201310244572X100001dest_path_image014.jpg,201310244572X100001dest_path_image016.jpg,201310244572X100001dest_path_image018....
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李郝林，迟玉伦，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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