【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)申請屬于飛機制造-數(shù)控加工，具體涉及一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法。
技術(shù)介紹
1、轉(zhuǎn)角是數(shù)控加工中典型的零件特征之一，常見于框、梁、肋、接頭和隔板等結(jié)構(gòu)件中。在加工零件轉(zhuǎn)角處，刀具與零件之間的切削區(qū)域及接觸面積急劇增大，引起切削力的劇烈波動，極易產(chǎn)生“窩刀”現(xiàn)象，造成轉(zhuǎn)角處的加工質(zhì)量下降，甚至切傷零件內(nèi)壁，損壞刀具。針對轉(zhuǎn)角加工，傳統(tǒng)的處理方式為降低刀具的切削寬度及切削深度、加大轉(zhuǎn)角半徑、降低轉(zhuǎn)角進給速度。但此類方式多依賴于工藝人員的編程經(jīng)驗，對技術(shù)水平提出了較高要求，只能減少部分“窩刀”現(xiàn)象的發(fā)生。綜上所述，需對轉(zhuǎn)角加工時刀具切削力進行詳細研究，并據(jù)此優(yōu)化工藝編程策略，確保零件轉(zhuǎn)角處的加工質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)申請?zhí)岢鲆环N控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法,基于切削力經(jīng)典計算公式和銑削加工切削厚度經(jīng)典公式，建立銑削轉(zhuǎn)角處的切削力模型，推導出銑削轉(zhuǎn)角處的切削力與時間的關(guān)系表達式，并據(jù)此優(yōu)化工藝編程策略，確保零件轉(zhuǎn)角處的加工質(zhì)量。
2、為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本申請所采取技術(shù)方案如下：
3、一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其包括如下步驟：
4、步驟1：計算出四項切削力系數(shù)值；
5、步驟2：應用轉(zhuǎn)角切削力模型計算公式，計算出轉(zhuǎn)角處的最大切削力f2，max；應用傳統(tǒng)的直線切削力計算公式，計算出轉(zhuǎn)角前的最大切削力f1，max；
6、步驟3：計算轉(zhuǎn)角前與轉(zhuǎn)角處的最大切削力的比值η，記為轉(zhuǎn)角降速比率；
8、作為本專利技術(shù)進一步的方案：在所述步驟1中，已知典型切削試驗的基礎(chǔ)條件，根據(jù)切削試驗測得的x軸和y軸方向的平均切削力，計算出ktc、krc、kte、kre四項切削力系數(shù)；ktc、krc分別為切向、徑向的切削力系數(shù)；kte、kre分別為切向、徑向的切削力系數(shù)。
9、作為本專利技術(shù)進一步的方案：在所述步驟2中，通過建立的轉(zhuǎn)角處切削力模型，計算出切向和徑向切削力；當銑削零件轉(zhuǎn)角時，將刀具進入轉(zhuǎn)角前一個半徑到出轉(zhuǎn)角后一個半徑所經(jīng)歷的時間段記為t，稱為轉(zhuǎn)角銑削時間；將t以0.001s為單位離散為若干時間點，將第i個時間點記為ti，計算出t內(nèi)所有時間點上刀具對應的切削力，取最大值作為轉(zhuǎn)角切削力f2，max；轉(zhuǎn)角處徑向和切向切削力的公式如下：
10、
11、上述公式中，ai表示第i個時間點的徑向切削寬度，δa表示切深劃分的最小單元，取0.1mm；i表示刀具的第i個切削齒；n表示刀具總齒數(shù)；ω表示角速度；表示切出角；δ為切入角；
12、fm立(ti)表示第i個時間點，立銑刀的徑向切削力；fn立(ti)表示第i個時間點，立銑刀的切向切削力；β表示刀具螺旋角；z表示當前微元的軸向高度；r為刀具中心軌跡半徑；切出角可用如下公式表示：
13、
14、在上述公式中，f為進給速度，r為刀具中心軌跡半徑，θ為轉(zhuǎn)角，t1和t2可用如下公式表示：
15、
16、在上述公式中，θ為轉(zhuǎn)角，ac為徑向切削寬度；切入角δ可用如下公式表示：
17、
18、在上述公式中，yi表示ti時間點，刀具中心軌跡點的坐標y值；r表示刀具半徑；y0＝r-ac。
19、作為本專利技術(shù)進一步的方案：在所述步驟2中，計算轉(zhuǎn)角前的最大切削力f1,max和轉(zhuǎn)角處的最大切削力f2,max；
20、轉(zhuǎn)角前最大切削力f1,max表達式為：
21、
22、上述公式中，和分別為x方向和y方向的最大切削力；
23、轉(zhuǎn)角處最大切削力表達式為：
24、
25、在上述公式中，fm立,max為立銑刀在轉(zhuǎn)角處的最大徑向切削力，fn立,max為立銑刀在轉(zhuǎn)角處的最大切向切削力。
26、作為本專利技術(shù)進一步的方案：在切削力模型中，和與每齒進給量fz的關(guān)系可用如下公式表示：
27、
28、其中，和分別為x方向和y方向的切向切削力，和分別為x方向和y方向的徑向切削力，δ為切入角，順銑時，δ可表示為：
29、δ＝arccos(2ad-1)；
30、上式中，ad為徑向切深率，可表示為：
31、
32、上式中，ac徑向切削深度，d為刀具直徑。
33、作為本專利技術(shù)進一步的方案：在所述步驟3中，轉(zhuǎn)角降速比率表達式為：
34、
35、在上述公式中，f1，max為轉(zhuǎn)角前的最大切削力，f2，max為轉(zhuǎn)角處的最大切削力。
36、一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)所述數(shù)控加工方法的步驟。
37、一種計算機存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述數(shù)控加工方法的步驟。
38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果是：
39、1、基于切削力經(jīng)典計算公式和銑削加工切削厚度經(jīng)典公式，建立銑削轉(zhuǎn)角處的切削力模型，推導出銑削轉(zhuǎn)角處的切削力與時間的關(guān)系表達式，計算出銑削轉(zhuǎn)角處的切削力與銑削轉(zhuǎn)角前的的切削力的比值，作為銑削轉(zhuǎn)角的降速比率。將該方法應用于實際生產(chǎn)中，有效地減少轉(zhuǎn)角加工過程中產(chǎn)生的“顫振”和“窩刀”，保證數(shù)控銑削轉(zhuǎn)角的加工質(zhì)量。
40、2、本申請轉(zhuǎn)角降速方法不但操作簡單，而且時間短、準確性高，與傳統(tǒng)方法相比，不依賴于技術(shù)人員的經(jīng)驗，科學高效地計算轉(zhuǎn)角降速比率，有效降低零件因轉(zhuǎn)角加工而發(fā)生質(zhì)量問題的概率，保證了零件的產(chǎn)品質(zhì)量。
41、下面結(jié)合附圖和實施例對本申請進一步說明。
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1.一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟1中，已知典型切削試驗的基礎(chǔ)條件，根據(jù)切削試驗測得的X軸和Y軸方向的平均切削力，計算出Ktc、Krc、Kte、Kre四項切削力系數(shù)；Ktc、Krc分別為切向、徑向的切削力系數(shù)；Kte、Kre分別為切向、徑向的切削力系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟2中，通過建立的轉(zhuǎn)角處切削力模型，計算出切向和徑向切削力；當銑削零件轉(zhuǎn)角時，將刀具進入轉(zhuǎn)角前一個半徑到出轉(zhuǎn)角后一個半徑所經(jīng)歷的時間段記為T，稱為轉(zhuǎn)角銑削時間；將T以0.001s為單位離散為若干時間點，將第i個時間點記為ti，計算出T內(nèi)所有時間點上刀具對應的切削力，取最大值作為轉(zhuǎn)角切削力F2，MAX；轉(zhuǎn)角處徑向和切向切削力的公式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟2中，計算轉(zhuǎn)角前的最大切削力F1,MAX和轉(zhuǎn)角處的最大切削力F2,MAX；
5.根據(jù)權(quán)利要
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟3中，轉(zhuǎn)角降速比率表達式為：
7.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一所述數(shù)控加工方法的步驟。
8.一種計算機存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一所述數(shù)控加工方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟1中，已知典型切削試驗的基礎(chǔ)條件，根據(jù)切削試驗測得的x軸和y軸方向的平均切削力，計算出ktc、krc、kte、kre四項切削力系數(shù)；ktc、krc分別為切向、徑向的切削力系數(shù)；kte、kre分別為切向、徑向的切削力系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制轉(zhuǎn)角振顫的數(shù)控加工方法，其特征在于，在所述步驟2中，通過建立的轉(zhuǎn)角處切削力模型，計算出切向和徑向切削力；當銑削零件轉(zhuǎn)角時，將刀具進入轉(zhuǎn)角前一個半徑到出轉(zhuǎn)角后一個半徑所經(jīng)歷的時間段記為t，稱為轉(zhuǎn)角銑削時間；將t以0.001s為單位離散為若干時間點，將第i個時間點記為ti，計算出t內(nèi)所有時間點上刀具對應的切削力，取最大值作為轉(zhuǎn)角切削力f2，max；轉(zhuǎn)角處徑向和切向...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李晶，田輝，張?zhí)煊?/a>，王力，李珂欣，李瑞剛，
申請(專利權(quán))人：中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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