CN116100318A - 车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质,所述方法包括:获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。本发明通过锤击试验获取不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,以此建立稳定性图,并根据稳定性图确定车铣复合机床执行稳定加工的切削参数,解决了目前车铣复合机床加工受颤振影响的技术问题。

Description

车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及机床加工技术领域,尤其涉及到一种车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着微型零件在航空航天、国防工业、医疗设备、核工业等领域的广泛应用,对零件的加工质量要求也越来越高。车铣复合加工技术以其速度快、精度高、复合性强等特点,在微零件制造中得到了广泛的应用。困扰于车铣组合加工中的一个严重问题就是颤振。
颤振是机床切削过程中切削刀具与工件之间产生的一种强烈相对振动现象。切削过程中出现的颤振影响了工件的加工精度和表面粗糙度,限制了切削效率,同时也会对刀具构成损坏,降低了机床的使用寿命。因此,如何避免车铣复合机床加工中颤振造成的影响,是一个亟需解决的技术问题。
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车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质,旨在解决目前车铣复合机床加工受颤振影响的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种车铣复合机床加工方法,所述方法包括以下步骤:
获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
可选的,所述转轴部位包括车削主轴、回转主轴和铣削主轴,
可选的,所述获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数,具体包括:
分别锤击车削主轴、回转主轴和铣削主轴,获取车削主轴、回转主轴和铣削主轴的颤振参数;
根据颤振参数,获取颤振响应函数。
可选的,所述获得不同颤振频率下的临界切削深度值步骤,具体包括:将不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数的实部引入临界极限切削公式,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
临界极限切削公式:
其中:为极限临界轴向切削深度;为铣刀的切削系数;为振动频率;为实部提取函数;是铣刀齿数;为子***的传递函数。
可选的,所述目标加工位置包括第一主轴车铣工作台、第二主轴车铣工作台、第一回转主轴车铣工作台、第二回转主轴车铣工作台和高频铣削加工位置。
可选的,所述拟合获得目标加工位置对应的稳定性图步骤,其中:
第一主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第一回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
高频铣削加工位置的稳定性图中包括:高频铣削加工位置对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的高频铣削加工稳定参数曲线。
可选的,所述基于所述稳定性图,确定切削参数步骤,具体包括:
对于第一主轴车铣工作台和第二主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于第一回转主轴车铣工作台和第二回转主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于高频铣削加工位置的稳定性图,切削参数确定为:高频铣削加工稳定参数曲线下侧区域对应的切削深度与主轴转速。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种车铣复合机床加工装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
确定模块,用于基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
拟合模块,用于根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
控制模块,用于基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种车铣复合机床加工设备,所述设备包括: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车铣复合机床加工程序,所述车铣复合机床加工程序被所述处理器执行时实现上述的车铣复合机床加工方法的步骤。
此外,为了实现上述目的,本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有车铣复合机床加工程序,所述车铣复合机床加工程序被处理器执行时实现上述的车铣复合机床加工方法的步骤。
本发明实施例提出的一种车铣复合机床加工方法、装置、设备及存储介质,所述方法包括:获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。本发明通过锤击试验获取不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,以此建立稳定性图,并根据稳定性图确定车铣复合机床执行稳定加工的切削参数,解决了目前车铣复合机床加工受颤振影响的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图;
图2为本发明车铣复合机床加工方法实施例的流程示意图;
图3为本发明车铣复合加工模型的示意图;
图4为本发明中稳定域曲线构造流程示意图;
图5为本发明车铣加工动态试验***示意图;
图6为本发明主轴车铣过程稳定性图;
图7为回转车铣过程稳定性图;
图8为高频铣削过程的稳定性图;
图9为本发明实施例中一种车铣复合机床加工装置的结构框图。
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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
如图1所示,图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图。
如图1所示,该装置可以包括:处理器1001,例如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)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选的用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatile memory),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中示出的装置的结构并不构成对装置的限定,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***、网络通信模块、用户接口模块以及车铣复合机床加工程序。
在图1所示的终端中,网络接口1004主要用于连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的车铣复合机床加工程序,并执行以下操作:
获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
本发明应用于装置的具体实施例与下述应用车铣复合机床加工方法的各实施例基本相同,在此不作赘述。
本发明实施例提供了一种车铣复合机床加工方法,参照图2,图2为本发明车铣复合机床加工方法实施例的流程示意图。
本实施例中,所述车铣复合机床加工方法包括以下步骤:
步骤S100:获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
步骤S200:基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
步骤S300:根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
步骤S400:基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
在优选的实施例中,所述转轴部位包括车削主轴、回转主轴和铣削主轴,
在优选的实施例中,所述获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数,具体包括:
分别锤击车削主轴、回转主轴和铣削主轴,获取车削主轴、回转主轴和铣削主轴的颤振参数;
根据颤振参数,获取颤振响应函数。
在优选的实施例中,所述获得不同颤振频率下的临界切削深度值步骤,具体包括:将不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数的实部引入临界极限切削公式,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
临界极限切削公式:
其中:为极限临界轴向切削深度;为铣刀的切削系数;为振动频率;为实部提取函数;是铣刀齿数;为子***的传递函数。
需要说明的是,在确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数时,通过构建刀具的振动模型进行拉普拉斯变换实现。
具体而言,车削加工是一种刀具与工件正交布置的结构,它构成了刀具与工件的三维质量弹簧阻尼***(MSD)。为了构建合理的数值动力学模型,在所有方向上使用平均铣削力,刀具的振动模型可以表示为:
(1)
其中,分别表示机床在X、Y和Z方向上的模态质量、模态阻尼和模态刚度,分别表示X、Y和Z方向上的铣削分量,表示二阶导数,表示一阶导数,为刀具在x轴方向的位移量,为刀具在y轴方向的位移量,为刀具在z轴方向的位移量。对等式(1)进行拉普拉斯变换,获得拉普拉斯域的车铣动力学模型,因此机床的刀具与工件***的传递函数矩阵为:
(2)
更进一步的,获得不同颤振频率下的临界切削深度值,通过构建颤振数据模型实现。
具体而言,建立基于动态切片厚度的颤振数学模型是研究切削稳定性、切削参数选择和优化的基础。以正交轨迹车铣过程中第齿的切削轨迹为研究对象,车铣的车削区域如图3阴影区域所示。其中是第号齿的切削角,是入切角,是切出角,是切削角为时的切削宽度。切削过程中作用在齿上的切削力为分别为切向切削力分量和径向切削力分量,r为分度圆半径,为车削深度。
结合图3的车铣加工模型,构建了第齿的切削力沿x轴投影的分力
(3)
根据再生颤振理论,当在t时刻对刀具施加位移指令时,会形成相应的切削厚度,称为静态切削厚度;受切削力F的影响,信号指令的给定位移和实际位移之间的差异称为动态切削厚度。切削力引起的齿与工件的振动会在工件上引起波纹,当下一个齿通过该波纹时,将创建新的波纹表面,因此动态切削厚度不仅跟当前齿的位移量相关,还取决于前一个齿的位移量。因此刀具的运动方程可以表示为下面的延迟微分方程。
(4)
在公式中,是铣刀齿数,是铣刀速度,假设是理想条件下刀具的方向位移,是扰动引起的位移,刀具的运动可以表示为。由于理想状态可以表示为,因此可以得到振动位移的延迟微分方程:
(5)
将方程(3)转换为振动频率和粘滞阻尼比的模态形式为:
(6)
在此之后,为了避免车铣加工过程中的颤振,本实施例构建了一种微型零件车铣机床的稳定性图。稳定性图为切削深度和主轴速度之间的相互关系,包括稳定区和颤振区。在车削铣削***中,由于刀具和工件的尺寸较小,刀具材料的刚性比工件材料的刚性好,这使得在工件***上更容易发生颤振。正交车铣中的颤振现象是一种再生颤振,图4显示了构建颤振稳定域曲线的简单方法,图5是锤击实验过程的流程图。本实施例采用锤击试验方法,得到了刀具与工件***的传递函数。实验在一台智能化车铣机床上进行,使用一台硬质合金车刀和一台齿数z为2的φ2mm硬质合金立铣刀。实验测试***包括INV9828加速度传感器、DLF-6电压滤波集成放大器、INV306DF5120智能信号采集仪、电脑端、YFF-1-1单向力传感器等。本实施例采用锤击试验的方法得到了刀具与工件***的传递函数,将传递函数的实部引入临界极限切削公式中,可以获得不同颤振频率下的临界切削深度值,并通过拟合曲线获得了样条速度和切削深度的稳定性图。
在优选的实施例中,所述目标加工位置包括第一主轴车铣工作台、第二主轴车铣工作台、第一回转主轴车铣工作台、第二回转主轴车铣工作台和高频铣削加工位置。
在优选的实施例中,所述拟合获得目标加工位置对应的稳定性图步骤,其中:
第一主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第一回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
高频铣削加工位置的稳定性图中包括:高频铣削加工位置对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的高频铣削加工稳定参数曲线。
在优选的实施例中,所述基于所述稳定性图,确定切削参数步骤,具体包括:
对于第一主轴车铣工作台和第二主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于第一回转主轴车铣工作台和第二回转主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于高频铣削加工位置的稳定性图,切削参数确定为:高频铣削加工稳定参数曲线下侧区域对应的切削深度与主轴转速。
在实际应用中,图6为主轴车铣过程的稳定性图,包括主轴车铣平台1和主轴车铣平台2;图7为回转主轴车铣过程的稳定性图,包括回转主轴车铣平台1和回转主轴车铣平台2;图8为高频铣削过程的稳定性图。
具体而言,图6中(a)为主轴车铣工作台1的稳定性图,图6中(b)为主轴车铣工作台2的稳定性图,主轴车铣稳定性图由车削稳定性图和铣削稳定性图组合而成。车铣过程的稳定区域是曲线交点的下部(即阴影区域),如果主轴车铣工作台1选择这个稳定区域的切削参数来车削零件,就可以避免颤振的发生,同理可以选择图6中(b)中稳定区的切削参数,以避免加工台2在车铣过程中发生抖振。
图7中(a)为回转主轴车铣工作台1的稳定性图,图7中(b)为回转主轴车铣工作台2的稳定性图,同理回转车铣稳定性图由回转车削稳定性图和回转铣削稳定性图组合而成。回转主轴车铣加工的稳定区域为曲线交点的下部(即阴影区域),选择图7稳定区切削参数,可避免车铣过程中的抖振。
图8显示了高频铣削过程的稳定性图。可以看出,在稳定区切削参数的选择,可以用于切割微型零件。
在本实施例中,建立了一种微型零件车铣机床的动力学模型。结合机床多轴、多刀具的加工特点,构建了高效微车铣床多自由度振动动力学数学模型,为传递函数的计算提供了理论依据。建立了一种基于切削厚度的微车铣颤振数学模型,并基于动态切削厚度,建立了微车铣削颤振数学模型,得到了颤振中的振动频率和粘滞阻尼比,为切削稳定性图的研究提供了理论依据。构建了高效微车铣机床的稳定性图。通过试验锤击法,得到了高效车铣机床各关键部件的传递函数,构建了车削主轴车铣稳定性图、回转主轴车铣稳定性图和高频铣削稳定性图,研究结果对指导和优化了微零件车削加工工艺提供了理论支撑。
参照图9,图9为本发明车铣复合机床加工装置实施例的结构框图。
如图9所示,本发明实施例提出的车铣复合机床加工装置包括:
获取模块2001,用于获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
确定模块2002,用于基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
拟合模块2003,用于根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
控制模块2004,用于基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
本发明车铣复合机床加工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。
此外,本发明还提出一种车铣复合机床加工设备,其特征在于,所述车铣复合机床加工设备包括存储器、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车铣复合机床加工程序,其中:所述车铣复合机床加工程序被所述处理器执行时实现本发明各个实施例所述的车铣复合机床加工方法。
本申请车铣复合机床加工设备的具体实施方式与上述车铣复合机床加工方法各实施例基本相同,在此不再赘述。
此外,本发明还提出一种可读存储介质,所述可读存储介质包括计算机可读存储介质,其上存储有车铣复合机床加工程序。所述可读存储介质可以是图1的终端中的存储器1005,也可以是如ROM(Read-Only Memory,只读存储器)/RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种,所述可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的车铣复合机床加工设备执行本发明各个实施例所述的车铣复合机床加工方法。
本申请可读存储介质中车铣复合机床加工程序的具体实施方式与上述车铣复合机床加工方法各实施例基本相同,在此不再赘述。
可以理解的是,在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例~第N实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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***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***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***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。
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如上所述的一个存储介质(如ROM/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 (10)

1.一种车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
2.如权利要求1所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述转轴部位包括车削主轴、回转主轴和铣削主轴。
3.如权利要求2所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数,具体包括:
分别锤击车削主轴、回转主轴和铣削主轴,获取车削主轴、回转主轴和铣削主轴的颤振参数;
根据颤振参数,获取颤振响应函数。
4.如权利要求1所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述获得不同颤振频率下的临界切削深度值步骤,具体包括:将不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数的实部引入临界极限切削公式,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
临界极限切削公式:
其中:为极限临界轴向切削深度;为铣刀的切削系数;为振动频率;为实部提取函数;是铣刀齿数;为子***的传递函数。
5.如权利要求2所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述目标加工位置包括第一主轴车铣工作台、第二主轴车铣工作台、第一回转主轴车铣工作台、第二回转主轴车铣工作台和高频铣削加工位置。
6.如权利要求5所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述拟合获得目标加工位置对应的稳定性图步骤,其中:
第一主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二主轴车铣工作台受第一主轴车铣工作台与第二主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第一回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第一回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
第二回转主轴车铣工作台的稳定性图中包括:第二回转主轴车铣工作台受第一回转主轴车铣工作台与第二回转主轴车铣工作台对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线;
高频铣削加工位置的稳定性图中包括:高频铣削加工位置对应的不同转轴部位的临界切削深度值和不同转轴部位转速拟合形成的高频铣削加工稳定参数曲线。
7.如权利要求6所述的车铣复合机床加工方法,其特征在于,所述基于所述稳定性图,确定切削参数步骤,具体包括:
对于第一主轴车铣工作台和第二主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于第一回转主轴车铣工作台和第二回转主轴车铣工作台的稳定性图,切削参数确定为:第一回转主轴车铣工作台稳定参数曲线和第二回转主轴车铣工作台稳定参数曲线下侧共同区域对应的切削深度与主轴转速;
对于高频铣削加工位置的稳定性图,切削参数确定为:高频铣削加工稳定参数曲线下侧区域对应的切削深度与主轴转速。
8.一种车铣复合机床加工装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取车铣复合机床执行锤击试验时,不同转轴部位的颤振响应函数;
确定模块,用于基于所述颤振响应函数,确定不同转轴部位处刀具与工件***的传递函数,获得不同颤振频率下的临界切削深度值;
拟合模块,用于根据所述临界切削深度值和对应转轴部位的主轴转速,拟合获得目标加工位置对应的稳定性图;
控制模块,用于基于所述稳定性图,确定切削参数,控制车铣复合机床执行加工。
9.一种车铣复合机床加工设备,其特征在于,所述车铣复合机床加工设备包括: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车铣复合机床加工程序,所述车铣复合机床加工程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的车铣复合机床加工方法的步骤。
10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有车铣复合机床加工程序,所述车铣复合机床加工程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的车铣复合机床加工方法的步骤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118036341A (zh) * 2024-04-11 2024-05-14 中国长江电力股份有限公司 位姿依赖的在位机器人铣削加工模态耦合颤振建模方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170358A (en) * 1990-12-06 1992-12-08 Manufacturing Laboratories, Inc. Method of controlling chatter in a machine tool
US20020146296A1 (en) * 2001-02-26 2002-10-10 National Institute Of Standards And Technology Method and device for avoiding chatter during machine tool operation
JP2009064426A (ja) * 2007-08-10 2009-03-26 Jtekt Corp びびりシミュレーション装置、および、びびりシミュレーション方法
CN101905340A (zh) * 2010-07-23 2010-12-08 西安交通大学 一种高速铣削稳定性快速判定方法
CN102689229A (zh) * 2012-05-04 2012-09-26 华中科技大学 基于响应耦合的刀尖点频响函数获取方法
CN104008274A (zh) * 2014-05-04 2014-08-27 北京工业大学 一种预测高速主轴***切削稳定性区域的方法
EP2916187A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-09 Mikron Agie Charmilles AG Improved database for chatter predictions
CN105068504A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 北京工业大学 一种考虑结合部特性的电主轴***建模方法
CN105242634A (zh) * 2015-09-09 2016-01-13 东北大学 一种数控机床加工极限切削深度预测方法
CN105678043A (zh) * 2014-11-17 2016-06-15 天津职业技术师范大学 一种考虑刚度时变的大切除率铣削颤振监测方法
CN106503318A (zh) * 2016-10-12 2017-03-15 华中科技大学 一种机床主轴工作状态下的刀具端频响函数辨识方法
CN108256273A (zh) * 2018-03-08 2018-07-06 南京理工大学 一种旋转超声钻削横向振颤稳定域预测方法
CN108628249A (zh) * 2018-06-01 2018-10-09 西安交通大学 一种基于辅助叠加振动的铣削加工颤振控制方法及***
CN111618658A (zh) * 2020-05-21 2020-09-04 西安交通大学 一种面向无颤振高效铣削的主轴转速自适应调整方法
CN114384861A (zh) * 2021-12-16 2022-04-22 重庆邮电大学 一种基于多层感知机的数控机床多工况切削参数优化方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170358A (en) * 1990-12-06 1992-12-08 Manufacturing Laboratories, Inc. Method of controlling chatter in a machine tool
US20020146296A1 (en) * 2001-02-26 2002-10-10 National Institute Of Standards And Technology Method and device for avoiding chatter during machine tool operation
JP2009064426A (ja) * 2007-08-10 2009-03-26 Jtekt Corp びびりシミュレーション装置、および、びびりシミュレーション方法
CN101905340A (zh) * 2010-07-23 2010-12-08 西安交通大学 一种高速铣削稳定性快速判定方法
CN102689229A (zh) * 2012-05-04 2012-09-26 华中科技大学 基于响应耦合的刀尖点频响函数获取方法
EP2916187A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-09 Mikron Agie Charmilles AG Improved database for chatter predictions
CN104008274A (zh) * 2014-05-04 2014-08-27 北京工业大学 一种预测高速主轴***切削稳定性区域的方法
CN105678043A (zh) * 2014-11-17 2016-06-15 天津职业技术师范大学 一种考虑刚度时变的大切除率铣削颤振监测方法
CN105068504A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 北京工业大学 一种考虑结合部特性的电主轴***建模方法
CN105242634A (zh) * 2015-09-09 2016-01-13 东北大学 一种数控机床加工极限切削深度预测方法
CN106503318A (zh) * 2016-10-12 2017-03-15 华中科技大学 一种机床主轴工作状态下的刀具端频响函数辨识方法
CN108256273A (zh) * 2018-03-08 2018-07-06 南京理工大学 一种旋转超声钻削横向振颤稳定域预测方法
CN108628249A (zh) * 2018-06-01 2018-10-09 西安交通大学 一种基于辅助叠加振动的铣削加工颤振控制方法及***
CN111618658A (zh) * 2020-05-21 2020-09-04 西安交通大学 一种面向无颤振高效铣削的主轴转速自适应调整方法
CN114384861A (zh) * 2021-12-16 2022-04-22 重庆邮电大学 一种基于多层感知机的数控机床多工况切削参数优化方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宁会峰,李逢泰,权超: "基于加工参数优化的低刚度工件铣削稳定性分析", 工具技术, vol. 54, no. 6, pages 21 - 25 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118036341A (zh) * 2024-04-11 2024-05-14 中国长江电力股份有限公司 位姿依赖的在位机器人铣削加工模态耦合颤振建模方法

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