CN111428366B - 三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 - Google Patents
三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111428366B CN111428366B CN202010215424.5A CN202010215424A CN111428366B CN 111428366 B CN111428366 B CN 111428366B CN 202010215424 A CN202010215424 A CN 202010215424A CN 111428366 B CN111428366 B CN 111428366B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tooth
- force
- milling cutter
- cutting
- milling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 458
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 270
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 48
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 27
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 14
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000306 component Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Abstract
本发明公开了一种三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置，获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度，从而提高工件的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机整体叶盘机械加工技术领域，尤其涉及一种三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置。
背景技术
文献1“申请公开号CN105511397A中国发明专利”，公开了一种统一犁切模型的通用铣削力建模方法。该方法采用的技术方案：将犁切力统一表达为犁切力系数与被挤压材料体积，并将犁切力分离出来，避免犁切作用对剪切系数的影响。具体步骤：首先进行几组静力铣削实验，记录铣削力数据；再将笛卡尔坐标系测量得到的铣削力转化到铣刀局部坐标系，采用线性回归法确定局部坐标系下的犁切力值，再由铣削力中分离出切削力，计算铣削力系数，并与实验测定值对比，通过反复迭代得到剪切角、法向摩擦角的数值，进而确定剪切力系数。
文献2“申请公开号CN102136021A中国发明专利”，公开了一种钛合金 TC18过程铣削力建模方法。技术方案考虑既考虑了侧刃参与切削时侧刃与底刃对铣削力的影响，也考虑了侧刃退出切削时底刃对铣削力的影响，克服了现有技术不能有效模拟带刀具偏心钛合金TC18铣削过程中出现的等相宽非零铣削力现象的不足。
文献3“申请公开号CN108563848A中国发明专利”，公开了一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法，主要步骤：首先将螺旋立铣刀沿周向离散为扇形柱微元，然后由切削力系数计算扇形柱上的切削刃受力，最后把参数与铣削加工区域的微元刃受力进行积分得到总切削力。
以上文献1～3的特点是：铣削力建模的对象都是立铣刀，且都需要复杂的计算迭代计算过程。整体叶盘是高推重比、高性能发动机的核心部件，其结构复杂、通道窄、开敞性差等。盘铣铣削力建模过程中计算繁琐，导致铣盘加工零件的效率低。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置，旨在解决现有技术中由于盘铣铣削力建模过程中计算繁琐，铣削力模型精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模方法包括以下步骤：
获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
优选地，所述根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，具体包括：
设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；
根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
优选地，所述计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，具体包括：
获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数；
根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数；
根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
优选地，所述三齿交错盘铣刀的待求解参数包括：所述三齿交错盘铣刀的摩擦角、法向剪切角、剪切屈服强度和切屑流角。
优选地，所述根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数，具体包括：
测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；
计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；
根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；
获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切屑流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切屑流角。
优选地，所述根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型之后，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模方法还包括：
根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
优选地，所述三齿交错盘铣刀的切削力包括切向力Ft，法向力Ff以及侧向力Fr；所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型为：
其中，
θ为所述三齿交错盘铣刀从旋转零点开始往正方向旋转的角度值，gQ,i(θ) 为所述窗口函数，KQ,tc、KQ,fc、KQ,rc为所述切削力系数，L表示所述三齿交错盘铣刀的左侧刀片，C表示中间刀片，R表示右侧刀片，θw为两刀片之间的切削夹角，hi为实际切削量推理值，bi为所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种三齿交错盘铣刀铣削力建模设备，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序配置为实现如上文所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时实现如上文所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种三齿交错盘铣刀铣削力建模装置，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模装置包括：
获取模块，用于获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
建立模块，用于根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算模块，用于计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
所述建立模块，还用于根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
本发明中，通过获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的三齿交错盘铣刀铣削力建模设备的结构示意图；
图2为本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法第一实施例的流程示意图；
图3为三齿交错盘铣刀的结构示意图；
图4为图3所述三齿交错盘铣刀的切削示意图；
图5为图3所述三齿交错盘铣刀的切削中所用机床的结构示意图；
图6为图3所述三齿交错盘铣刀的切削中采集到的Y向切削力曲线；
图7为图3所述三齿交错盘铣刀的切削中采集到的Z向切削力曲线；
图8为本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法第二实施例的流程示意图；
图9为本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的三齿交错盘铣刀铣削力建模设备结构示意图。
如图1所示，该三齿交错盘铣刀铣削力建模设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口 1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005 可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(Non-volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对三齿交错盘铣刀铣削力建模设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及三齿交错盘铣刀铣削力建模程序。
在图1所示的三齿交错盘铣刀铣削力建模设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备；所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，并执行本发明实施例提供的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法。
所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005 中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，并执行以下操作：
获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，还执行以下操作：
设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；
根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，还执行以下操作：
获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数；
根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数；
根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，还执行以下操作：
测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；
计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；
根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；
获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切屑流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切屑流角。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，还执行以下操作：
根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
本实施例中，通过获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度。
基于上述硬件结构，提出本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的实施例。
参照图2，图2为本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法第一实施例的流程示意图，提出本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法第一实施例。
在第一实施例中，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模方法包括以下步骤：
步骤S10：获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量。
应理解的是，本实施例的执行主体是所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备可以是铣床或者机床等铣削设备，本实施例对此不加以限制。首先分析盘铣切削特点，建立铣削力模型；其次计算铣削力模型中的系数，还可通过铣削力实验，标定铣削力模型中的系数，从而确定铣削力模型。参照图3-图7，图3中，1为左侧刀片；2为中间刀片； 3为右侧刀片；4为三齿交错盘铣刀。图4中，5为工件。所述三齿交错盘铣刀4，共39个刀片，三个齿为一组，如图中标识I所示，标号1～3为一组，记为左侧刀片1、中间刀片2和右侧刀片3。为了防止切削干涉的目的，所述三齿交错盘铣刀4左右两枚刀片沿着刀盘厚度方向向两边倾斜了一个刃倾角γ，所以左、右刀片为斜角切削，中间刀片为直角切削。由于直角切削可以看作斜角为0°的斜角切削，因此在建立盘铣切削力模型时，只需要研究斜角切削时的切削力理论。所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度bi可根据所使用的刀片刃口宽度确定，所述三齿交错盘铣刀的每齿切削量hi可根据实际的每齿进给量ha得到，hi是在刀尖跳动影响下的实际切削量推理值。
步骤S20：根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
可理解的是，所述三齿交错盘铣刀的切削力通常由三部分组成，切向力Ft，法向力Ff，以及侧向力Fr。结合附图3，选一枚左侧刀片1，称之为第①枚刀片。规定第①枚刀片刀尖所在的位置为盘铣刀4转角的参考位置，同时规定此刀尖的位置处于三齿交错盘铣刀4圆心正左方时为盘铣的旋转零点。另外，三齿交错盘铣刀4铣削时为逆时针转动，规定逆时针方向为盘铣刀4转动的正方向。由于盘铣切削是一种断续切削，因此在建立铣削力模型时需要引入一个窗口函数gQ,i(θ)：
式中，θ为盘铣刀从旋转零点开始往正方向旋转的角度值，L表示三齿交错盘铣刀4的左侧刀片3，C表示中间刀片2，R表示右侧刀片1。
通过对盘铣过程进行分析可以得到θQ,st、θQ,ex的表达式：
式中，i的取值为i＝1,2...11,12，13。
θw的值如式(3)所示：
其中，θw为两刀片之间的切削夹角，H为工件厚度，R为盘铣刀刀盘半径。
窗口函数用于表示刀片是否参与切削的状态，在切削过程中当某个刀片参与切削时其值为1，否则为0。当gL,i(θ)＝1时，表示第i枚左刀片参与切削，当gC,i(θ)＝1时，表示第i枚中间刀片参与切削，当gR,i(θ)＝1时，表示第i枚右刀片参与切削。
基于上述理论基础，可以得到盘铣切削过程的初步表达式，如式(4)所示。
式(4)中，窗口函数gi(θ)可根据三齿交错盘铣刀4直径和工件5的厚度得到， bi可根据所使用的刀片刃口宽度确定，hi可根据实际的每齿进给量ha得到。在本实施例中，所述步骤S20，包括：设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
步骤S30：计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
需要说明的是，根据盘铣错齿切削的情况分别计算左侧刀片1、中间刀片 2、右侧刀片3的切削力系数，即所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，如下：
左侧刀片
右侧刀片
由于中间刀片2没有刃倾角属于直角切削，按照刃倾角γ＝0计算中间刀片 2的切向力和法向力系数，其表达式如式(7)所示：
中间刀片
式(5)、(6)、(7)为切削力系数公式，所述切削力系数公式中有切削力参数φn、τs、αn、βn、η、γ。γ--刀具刃倾角(已知参数)，αn--刀具前角(已知参数)，βn--摩擦角，τs--剪切屈服强度，φn--剪切角，η--切屑流角，其中γ、αn为刀具角度，为已知参数。确定铣削力系数就是确定式(5)、(6)、 (7)中所述三齿交错盘铣刀的待求解参数βn、τs、φn、η。
举例说明，参照图5～7，机床为整体叶盘复合铣削机床，刀具为三齿交错盘铣刀4，刀具参数如表1所示。工件5：TC17钛合金试块(尺寸 270×170×25mm)。铣削力采用三向测力平台。加工参数为主轴转速 42r/min，进给速度为24mm/min。
表A刀具参数
由以上分析可知，斜角切削中铣削力模型中的参数的βn、τs、η都可以通过直角切削实验求得，所以本次实验只研究直角切削。由于三齿交错盘铣刀4的左边刀片1、右边刀片3为斜角切削，故只研究中间刀片2 的切削力。因为刀齿数量多，加工过程中无法记录单个刀齿位置，采集到的切削力波形无法具体对应到某个刀片。因此需要对切削力波形进行标记。具体方法是：拆卸任意一枚左侧刀片1，结合图7所示，拆下的左侧刀片1 相当于一个标记，本应属于这枚刀片的切削量留给了下一枚刀片，因此这个刀齿位置的切削力会有一个波谷，而其后一枚刀片的切削力会在波形中产生一个特殊的峰值，这就使得切削力波形能对应到具体的某个刀片上。
(2)摩擦角βn的标定
根据摩擦角公式
式(8)中，βa---直角切削中的摩擦角；αr----直角切削中的前角。
可知，标定摩擦角需要测得法向力Ffc和切向力Ftc，三向测力仪测得的切削力数据是X、Y、Z三个方向的，因为X方向的铣削力较小，对盘铣开槽加工不起主导作用，所以本次研究中只对Y和Z方向的铣削力进行研究，对测得的切削力进行投影，投影矩阵为式(9)。
则Ff和Ft关于Fy(θ)和Fz(θ)的表达式为
结合附图6-7，①～为刀片序号，摩擦角标定实验中采集到的切削力从左边的波谷算起，第②、⑤、⑧、/>的波峰均为中间刀片2所造成。由于盘铣属于断续切削，切入时存在铣削冲击，造成切入时的数据不稳定，所以切削力波形中，每个波峰最开始的时候有一个异常大的峰值，这个峰值在铣削力分析中是不可靠的，因此不予采纳。相对的，切出时的铣削力稳定，可以采纳。
对5枚中间刀片2切出时的Fy和Fz进行统计如表1所示。
表1中间刀片2切出时Y向和Z向切削力
标定时使用的工件厚度为25mm，因而切出时的θ值应为：
将表1中的Fy、Fz的值以及θ代入式(10)中，得到Ffc、Ftc的数据，如表 2所示：
表2由Y、Z向力换算得到的法向力和切向力
显然号刀片的数据是异常值，/>号刀片切削量极大，推断可能是此枚刀片的安装情况出现了问题，在标定摩擦角时理应剔除这一数据。
剔除号刀片数据后对arctan(Ffc/Ftc)求平均，可得
已知刀具切削前角ar＝8°，则根据摩擦角βa的求解公式可得
(3)剪切屈服τs的标定：
根据剪切屈服强度的定义，其等于屈服应力与剪切平面面积的比值，如式(14)所示。
其中Fs是剪切力，它等于切削合力Fc在剪切平面上的投影，根据切削原理及最大剪应力原理可知：
根据表2求解出的Ffc和Ftc的数据，可得Fs的值如表3所示：
表3剪切力数据
As是剪切平面面积，根据切削原理的几何关系可知：
由最大剪应力原理：
将式(16)代入式(15)可得
As＝6.332×bh (17)
将中间刀片2在刀尖跳动影响下的实际切削量推理值hi代入式(17)得到前5枚中间刀片2的As，将得到的As和表3中的Fs代入式(15)中求得τs，如表 4所示。
表4剪切面面积和剪切屈服强度
可以发现前4组数据的As比较一致，第组偏离较大，应该是刀尖跳动误差所致，因此舍弃第/>组数据，只保留前四组数据可得：
至此，盘铣铣削力系数的标定已经全部完成。
(4)法向剪切角φn
由以上分析可知，φn＝φc，故法向剪切角φn可由第(2) 步，βn＝βa＝43.9°，αr＝8°求得。
(5)切屑流角η
切屑流角η等于刃倾角γ，而γ是刀具固定几何参数，具体数值由不同的刀具几何参数决定。
步骤S40：根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
可理解的是，根据前面的理论推导和铣削力系数标定的结果，即可得到盘铣加工过程中的切削力理论模型，如式(19)所示。
其中，
/>
θ为所述三齿交错盘铣刀从旋转零点开始往正方向旋转的角度值， KQ,tc、KQ,fc、KQ,rc为切削力系数，gQ,i(θ)为窗口函数，L表示所述三齿交错盘铣刀的左侧刀片，C表示中间刀片，R表示右侧刀片，θw为两刀片之间的切削夹角，hi为实际切削量推理值，bi为所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度。
进一步地，本实施例中，所述步骤S40之后，还包括：
根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
需要说明的是，所述工件可以是钛合金等金属块，本实施例对此不加以限制。根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削，提高工件的加工效率和精度。
本实施例中，通过获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度，从而提高工件的加工效率和精度。
参照图8，图8为本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的第二实施例。
在第二实施例中，所述步骤S30，包括：
步骤S301：获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数。
应理解的是，所述已知参数包括：γ--刀具刃倾角、αn--刀具前角、βa--直角切削时刀具的摩擦角、αr--直角切削时的刀具前角。
步骤S302：根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数。
可理解的是，所述三齿交错盘铣刀的待求解参数包括：所述三齿交错盘铣刀的摩擦角、法向剪切角、剪切屈服强度和切削流角。
进一步地，在本实施例中，所述步骤S302，包括：
测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切削流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切削流角。
(1)摩擦角βn：根据摩擦角的定义，其值大小与切削形式属于直角切削还是斜角切削没有关系，βn＝βa，它由实际切削时的润滑状况、刀-屑接触区状态、被切削材料的切削性质、刀具的物理性质等综合决定，目前没有有效的数学解析方法求解，只能通过实验方法测得。根据切削理论的几何关系可知：
式(8)中βa--直角切削时刀具的摩擦角(已知参数)；αr--直角切削时的刀具前角(已知参数)；Ffc--直角切削时的法向力；Ftc--直角切削时的切向力。因此只要测得直角切削时的法向力Ffc和切向力Ftc即可求得摩擦角βn。
(2)法向剪切角φn：根据切削理论，在斜角切削中，φn与直角切削中的剪切角φc相等，即φn＝φc。根据最大剪应力原理，剪切总是产生在剪应力最大的方向即剪切平面上，且切削合力与最大剪应力之间的夹角一定是因此在直角切削中，剪切角所以法向剪切角φn可以通过直角切削的摩擦角βa和前角αr求得。前角αr由刀具结构决定，是已知的，而直角切削的摩擦角βa可以通过切削实验求得，所以φn可通过直角切削实验求得。
(3)剪切屈服强度τs：剪切屈服强度跟材料通过拉伸试验得到的屈服强度有所不同，主要是因为切削过程中由于切削压力的影响，材料存在加工硬化的现象。通常情况下，τs要大于材料本身的屈服强度，需要通过切削试验求解。
(4)切屑流角η：根据切屑流动理论，切屑流角η等于刃倾角γ，而γ是刀具固定几何参数。
步骤S303：根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
需要说明的是，根据盘铣错齿切削的情况分别计算左侧刀片1、中间刀片 2和右侧刀片3的切削力系数，即所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，如下：
左侧刀片
右侧刀片
由于中间刀片2没有刃倾角属于直角切削，按照刃倾角γ＝0计算中间刀片 2的切向力和法向力系数，其表达式如式(7)所示：
中间刀片
式(5)、(6)、(7)中有切削力参数φn、τs、αn、βn、η、γ。
γ--刀具刃倾角(已知参数)，αn--刀具前角(已知参数)，βn--摩擦角，τs-- 剪切屈服强度，φn--剪切角，η--切屑流角，其中γ、αn为刀具角度，为已知参数。确定铣削力系数就是确定式(5)、(6)、(7)中所述三齿交错盘铣刀的待求解参数βn、τs、φn、η。
在本实施例中，通过获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数，根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数，根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，可准确快速地确定铣削力系数，省去繁冗的计算迭代过程，从而有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度，提高工件加工效率和精度。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时还实现如下操作：
设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；
根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数；
根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数；
根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时还实现如下操作：
测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；
计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；
根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；
获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切屑流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切屑流角。
进一步地，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
本实施例中，通过获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度。
此外，参照图9，本发明实施例还提出一种三齿交错盘铣刀铣削力建模装置，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模装置包括：
获取模块10，用于获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量。
应理解的是，首先分析盘铣切削特点，建立铣削力模型；其次计算铣削力模型中的系数，还可通过铣削力实验，标定铣削力模型中的系数，从而确定铣削力模型。参照图3-图7，图3中，1为左侧刀片；2为中间刀片；3为右侧刀片；4为三齿交错盘铣刀。图4中，5为工件。所述三齿交错盘铣刀4，共39个刀片，三个齿为一组，如图中标识I所示，标号1～3为一组，记为左侧刀片1、中间刀片2和右侧刀片3。为了防止切削干涉的目的，所述三齿交错盘铣刀4左右两枚刀片沿着刀盘厚度方向向两边倾斜了一个刃倾角γ，所以左、右刀片为斜角切削，中间刀片为直角切削。由于直角切削可以看作斜角为0°的斜角切削，因此在建立盘铣切削力模型时，只需要研究斜角切削时的切削力理论。所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度bi可根据所使用的刀片刃口宽度确定，所述三齿交错盘铣刀的每齿切削量hi可根据实际的每齿进给量ha得到，hi是在刀尖跳动影响下的实际切削量推理值。
建立模块20，用于根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
可理解的是，所述三齿交错盘铣刀的切削力通常由三部分组成，切向力Ft，法向力Ff，以及侧向力Fr。结合附图3，选一枚左侧刀片1，称之为第①枚刀片。规定第①枚刀片刀尖所在的位置为盘铣刀4转角的参考位置，同时规定此刀尖的位置处于三齿交错盘铣刀4圆心正左方时为盘铣的旋转零点。另外，三齿交错盘铣刀4铣削时为逆时针转动，规定逆时针方向为盘铣刀4转动的正方向。由于盘铣切削是一种断续切削，因此在建立铣削力模型时需要引入一个窗口函数gQ,i(θ)：
式中，L表示三齿交错盘铣刀4的左侧刀片3，C表示中间刀片2，R表示右侧刀片1。
通过对盘铣过程进行分析可以得到θQ,st、θQ,ex的表达式：
式中，i的取值为i＝1,2...11,12，13。
θw的值如式(3)所示：
其中，θw为两刀片之间的切削夹角，H为工件厚度，R为盘铣刀刀盘半径。
窗口函数用于表示刀片是否参与切削的状态，在切削过程中当某个刀片参与切削时其值为1，否则为0。当gL,i(θ)＝1时，表示第i枚左刀片参与切削，当gC,i(θ)＝1时，表示第i枚中间刀片参与切削，当gR,i(θ)＝1时，表示第i枚右刀片参与切削。
基于上述理论基础，可以得到盘铣切削过程的初步表达式，如式(4)所示。
式(4)中，窗口函数gi(θ)可根据三齿交错盘铣刀4直径和工件5的厚度得到， bi可根据所使用的刀片刃口宽度确定，hi可根据实际的每齿进给量ha得到。在本实施例中，所述步骤S20，包括：设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
计算模块30，用于计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数。
需要说明的是，根据盘铣错齿切削的情况分别计算左侧刀片1、中间刀片 2、右侧刀片3的切削力系数，即所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，如下：
左侧刀片/>
右侧刀片
由于中间刀片2没有刃倾角属于直角切削，按照刃倾角γ＝0计算中间刀片 2的切向力和法向力系数，其表达式如式(7)所示：
中间刀片
式(5)、(6)、(7)为切削力系数公式，所述切削力系数公式中有切削力参数φn、τs、αn、βn、η、γ。
γ--刀具刃倾角(已知参数)，αn--刀具前角(已知参数)，βn--摩擦角，τs-- 剪切屈服强度，φn--剪切角，η--切屑流角，其中γ、αn为刀具角度，为已知参数。确定铣削力系数就是确定式(5)、(6)、(7)中所述三齿交错盘铣刀的待求解参数βn、τs、φn、η。
举例说明，参照图5～7，①～为刀片序号，机床为整体叶盘复合铣削机床，刀具为三齿交错盘铣刀4，刀具参数如表1所示。工件5：TC17钛合金试块(尺寸270×170×25mm)。铣削力采用三向测力平台。加工参数为主轴转速42r/min，进给速度为24mm/min。
表A刀具参数
由以上分析可知，斜角切削中铣削力模型中的参数的βn、τs、η都可以通过直角切削实验求得，所以本次实验只研究直角切削。由于三齿交错盘铣刀4的左边刀片1、右边刀片3为斜角切削，故只研究中间刀片2 的切削力。因为刀齿数量多，加工过程中无法记录单个刀齿位置，采集到的切削力波形无法具体对应到某个刀片。因此需要对切削力波形进行标记。具体方法是：拆卸任意一枚左侧刀片1，结合图7所示，拆下的左侧刀片1 相当于一个标记，本应属于这枚刀片的切削量留给了下一枚刀片，因此这个刀齿位置的切削力会有一个波谷，而其后一枚刀片的切削力会在波形中产生一个特殊的峰值，这就使得切削力波形能对应到具体的某个刀片上。
(2)摩擦角βn的标定
根据摩擦角公式
/>
式(8)中，βa---直角切削中的摩擦角；
αr----直角切削中的前角。
可知，标定摩擦角需要测得法向力Ffc和切向力Ftc，三向测力仪测得的切削力数据是X、Y、Z三个方向的，因为X方向的铣削力较小，对盘铣开槽加工不起主导作用，所以本次研究中只对Y和Z方向的铣削力进行研究，对测得的切削力进行投影，投影矩阵为式(9)。
则Ff和Ft关于Fy(θ)和Fz(θ)的表达式为
结合附图6-7，摩擦角标定实验中采集到的切削力从左边的波谷算起，第②、⑤、⑧、的波峰均为中间刀片2所造成。由于盘铣属于断续切削，切入时存在铣削冲击，造成切入时的数据不稳定，所以切削力波形中，每个波峰最开始的时候有一个异常大的峰值，这个峰值在铣削力分析中是不可靠的，因此不予采纳。相对的，切出时的铣削力稳定，可以采纳。
对5枚中间刀片2切出时的Fy和Fz进行统计如表1所示。
表1中间刀片2切出时Y向和Z向切削力
标定时使用的工件厚度为25mm，因而切出时的θ值应为：
将表1中的Fy、Fz的值以及θ代入式(10)中，得到Ffc、Ftc的数据，如表 2所示：
表2由Y、Z向力换算得到的法向力和切向力
/>
显然号刀片的数据是异常值，/>号刀片切削量极大，推断可能是此枚刀片的安装情况出现了问题，在标定摩擦角时理应剔除这一数据。
剔除号刀片数据后对arctan(Ffc/Ftc)求平均，可得
已知刀具切削前角ar＝8°，则根据摩擦角βa的求解公式可得
(3)剪切屈服τs的标定：
根据剪切屈服强度的定义，其等于屈服应力与剪切平面面积的比值，如式(14)所示。
其中Fs是剪切力，它等于切削合力Fc在剪切平面上的投影，根据切削原理及最大剪应力原理可知：
根据表2求解出的Ffc和Ftc的数据，可得Fs的值如表3所示：
表3剪切力数据
As是剪切平面面积，根据切削原理的几何关系可知：
由最大剪应力原理：
将式(16)代入式(15)可得
As＝6.332×bh (17)
将中间刀片2在刀尖跳动影响下的实际切削量推理值hi代入式(17)得到前5枚中间刀片2的As，将得到的As和表3中的Fs代入式(15)中求得τs，如表 4所示。
表4剪切面面积和剪切屈服强度
可以发现前4组数据的As比较一致，第组偏离较大，应该是刀尖跳动误差所致，因此舍弃第/>组数据，只保留前四组数据可得：
至此，盘铣铣削力系数的标定已经全部完成。
(4)法向剪切角φn
由以上分析可知，φn＝φc，故法向剪切角φn可由第(2) 步，βn＝βa＝43.9°，αr＝8°求得。
(5)切屑流角η
切屑流角η等于刃倾角γ，而γ是刀具固定几何参数，具体数值由不同的刀具几何参数决定。
所述建立模块20，还用于根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型。
可理解的是，根据前面的理论推导和铣削力系数标定的结果，即可得到盘铣加工过程中的切削力理论模型，如式(19)所示。
其中，
/>
KQ,tc、KQ,fc、KQ,rc为切削力系数，θ为所述三齿交错盘铣刀从旋转零点开始往正方向旋转的角度值，gQ,i(θ)为窗口函数，L表示所述三齿交错盘铣刀的左侧刀片，C表示中间刀片，R表示右侧刀片，θw为两刀片之间的切削夹角，hi为实际切削量推理值，bi为所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度。
进一步地，本实施例中，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模装置还包括：
铣削模块，用于根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
需要说明的是，所述工件可以是钛合金等金属块，本实施例对此不加以限制。根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削，提高工件的加工效率和精度。
本实施例中，通过获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量，根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，省去繁冗的计算迭代过程，有效简化铣削力建模的过程，提高铣削力模型的精度。
本发明所述三齿交错盘铣刀铣削力建模装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器镜像(Read Only Memory image，ROM)/随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，其特征在于，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模方法包括以下步骤：
获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型；
其中，所述计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数，具体包括：
获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数；
根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数；
根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
所述根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数，具体包括：
测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；
计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；
根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；
获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切屑流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切屑流角。
2.如权利要求1所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，其特征在于，所述根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式，具体包括：
设置窗口函数，所述窗口函数用于表示所述三齿交错盘铣刀中刀片是否参与切削的状态；
根据所述刀片厚度、所述每齿切削量和所述窗口函数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式。
3.如权利要求1所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，其特征在于，所述三齿交错盘铣刀的待求解参数包括：所述三齿交错盘铣刀的摩擦角、法向剪切角、剪切屈服强度和切屑流角。
4.如权利要求1所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，其特征在于，所述根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型之后，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模方法还包括：
根据所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型，对工件进行铣削。
5.如权利要求1～4中任一项所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法，其特征在于，所述三齿交错盘铣刀的切削力包括切向力Ft，法向力Ff以及侧向力Fr；所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型为：
其中，
θ为所述三齿交错盘铣刀从旋转零点开始往正方向旋转的角度值，gQ,i(θ)为窗口函数，KQ,tc、KQ,fc、KQ,rc为所述切削力系数，L表示所述三齿交错盘铣刀的左侧刀片，C表示中间刀片，R表示右侧刀片，θw为两刀片之间的切削夹角，hi为实际切削量推理值，bi为所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度。
6.一种三齿交错盘铣刀铣削力建模设备，其特征在于，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的步骤。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有三齿交错盘铣刀铣削力建模程序，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的三齿交错盘铣刀铣削力建模方法的步骤。
8.一种三齿交错盘铣刀铣削力建模装置，其特征在于，所述三齿交错盘铣刀铣削力建模装置包括：
获取模块，用于获取所述三齿交错盘铣刀中刀片厚度和每齿切削量；
建立模块，用于根据所述刀片厚度和所述每齿切削量，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力初步表达式；
计算模块，用于计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
所述建立模块，还用于根据所述铣削力初步表达式和所述切削力系数，建立所述三齿交错盘铣刀的铣削力模型；
所述计算模块，还用于获取所述三齿交错盘铣刀的已知参数；根据所述已知参数，计算所述三齿交错盘铣刀的待求解参数；根据所述待求解参数和所述已知参数，通过切削力系数公式计算所述三齿交错盘铣刀的切削力系数；
所述计算模块，还用于测量所述三齿交错盘铣刀切削时的法向力和切向力，根据所述法向力和所述切向力计算所述三齿交错盘铣刀的摩擦角；计算所述三齿交错盘铣刀直角切削中的剪切角，根据所述直角切削中的剪切角计算所述三齿交错盘铣刀的法向剪切角；根据实验得到的法向力和切向力及剪切平面面积，计算出剪切屈服强度；获取所述三齿交错盘铣刀的刃倾角，根据所述刃倾角通过切屑流动理论确定所述三齿交错盘铣刀的切屑流角。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010215424.5A CN111428366B (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010215424.5A CN111428366B (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111428366A CN111428366A (zh) | 2020-07-17 |
| CN111428366B true CN111428366B (zh) | 2023-08-25 |
Family
ID=71550051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010215424.5A Active CN111428366B (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111428366B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707793A (en) * | 1985-09-30 | 1987-11-17 | The Boeing Company | Method of determining feed rate and cutting speed for cutting metal and of predicting cutting effects |
| KR20030015902A (ko) * | 2001-07-26 | 2003-02-26 | 학교법인 포항공과대학교 | 가상 가공 시뮬레이션용 정밀 절삭력 및 가공 표면 오차예측 방법 |
| CN101491844A (zh) * | 2009-01-15 | 2009-07-29 | 西北工业大学 | 圆周铣削过程铣削力系数与刀具径向偏心标定方法 |
| CN103258095A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-21 | 西北工业大学 | 平底立铣刀通用铣削力建模方法 |
| CN104462775A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-25 | 天津大学 | 一种五轴加工中心铣削力计算方法 |
| JP2016162149A (ja) * | 2015-02-28 | 2016-09-05 | 国立大学法人神戸大学 | 切削力適応制御方法及び切削力適応制御システム |
| CN107330138A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-11-07 | 武汉工程大学 | 一种平底螺旋立铣刀的铣削力解析建模方法 |
| CN108563848A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-21 | 华中科技大学 | 一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法 |
| CN109732404A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020133264A1 (en) * | 2001-01-26 | 2002-09-19 | New Jersey Institute Of Technology | Virtual reality system for creation of design models and generation of numerically controlled machining trajectories |
| TWI268196B (en) * | 2005-02-23 | 2006-12-11 | Univ Chung Yuan Christian | Computer aided detecting and suppressing system for cutting chatter comprising a network monitor unit, a signal acquisition system, a chatter detecting unit and a chatter suppressing system |
-
2020
- 2020-03-24 CN CN202010215424.5A patent/CN111428366B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707793A (en) * | 1985-09-30 | 1987-11-17 | The Boeing Company | Method of determining feed rate and cutting speed for cutting metal and of predicting cutting effects |
| KR20030015902A (ko) * | 2001-07-26 | 2003-02-26 | 학교법인 포항공과대학교 | 가상 가공 시뮬레이션용 정밀 절삭력 및 가공 표면 오차예측 방법 |
| CN101491844A (zh) * | 2009-01-15 | 2009-07-29 | 西北工业大学 | 圆周铣削过程铣削力系数与刀具径向偏心标定方法 |
| CN103258095A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-21 | 西北工业大学 | 平底立铣刀通用铣削力建模方法 |
| CN104462775A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-25 | 天津大学 | 一种五轴加工中心铣削力计算方法 |
| JP2016162149A (ja) * | 2015-02-28 | 2016-09-05 | 国立大学法人神戸大学 | 切削力適応制御方法及び切削力適応制御システム |
| CN107330138A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-11-07 | 武汉工程大学 | 一种平底螺旋立铣刀的铣削力解析建模方法 |
| CN108563848A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-21 | 华中科技大学 | 一种平底螺旋立铣刀的铣削力建模方法 |
| CN109732404A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于后刀面磨损的球头铣刀铣削力确定方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TC4钛合金盘铣开槽加工残余应力;辛红敏， 吴华伟，杨峰，王琳;《宇航材料工艺》;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111428366A (zh) | 2020-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102014111402B4 (de) | Bearbeitungsverfahren mit einem Schneidwerkzeug und Drahtelektroerosionsvorrichtung | |
| CN103258095B (zh) | 平底立铣刀通用铣削力建模方法 | |
| CN109062140B (zh) | 一种五轴侧铣加工过程中瞬时未变形切屑厚度计算方法 | |
| EP3367056A1 (en) | Error identification method for machine tool | |
| CN102436527B (zh) | 平头立铣刀铣削过程铣削力建模方法 | |
| CN110587038B (zh) | 一种刮齿加工齿廓误差补偿方法 | |
| CN105511397B (zh) | 统一犁切模型的通用铣削力建模方法 | |
| CN111428366B (zh) | 三齿交错盘铣刀铣削力建模方法、设备、存储介质及装置 | |
| CN106944878B (zh) | 一种刀具刃角ccd检测系统及其方法 | |
| CN107944149A (zh) | 一种普通立铣刀圆弧段切削力系数辨识方法 | |
| US7912572B2 (en) | Calibration assembly for an inspection system | |
| CN110253341B (zh) | 一种微铣削加工刀具跳动参数的快速识别方法 | |
| JP4529789B2 (ja) | Ｎｃデータ生成方法 | |
| CN110253066B (zh) | 整体叶轮五轴插铣加工的顶刀识别及排除方法 | |
| US20210237218A1 (en) | Machine tool adjustment method and system thereof | |
| JP4763611B2 (ja) | 研ぎ直しピニオンカッタの刃形輪郭の評価方法 | |
| CN109176172B (zh) | 滚刀的修复刃磨方法及装置 | |
| US11869180B1 (en) | Measurement method and system of undeformed chip thickness in micro-milling | |
| CN111400908B (zh) | 三齿交错盘铣刀切削量确定方法、设备、存储介质及装置 | |
| CN110757261A (zh) | 刀具加工设备在线调试方法 | |
| CN113385984B (zh) | 一种刀具径向跳动识别方法、装置、终端及存储介质 | |
| CN114905341A (zh) | 三面刃铣刀的前刀面磨削方法、装置和计算机设备 | |
| CN112001041B (zh) | 一种检测螺旋锥齿轮尖齿刀条的方法 | |
| JP2016162102A (ja) | 加工評価システム、加工評価方法及び加工評価プログラム | |
| CN109108728B (zh) | 一种五轴cnc精度调整方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |