[发明专利]考虑刀具跳动影响的微细铣削加工切削力仿真预测方法

权利要求书

1.一种考虑刀具跳动影响的微细铣削加工切削力仿真预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、识别预先设定的刀具跳动参数，并依据所述刀具跳动参数，确定微细铣削加工过程中切削刃次摆线运动轨迹偏移量；所述刀具跳动参数依据微细铣削加工过程中刀具径向跳动和刀具倾斜跳动的空间几何关系确定；

步骤S2、将所述切削刃运动轨迹偏移量输入理论瞬时未变形切屑厚度模型，输出微细铣削加工过程中理论瞬时未变形切屑厚度；然后依据所述理论瞬时未变形切屑厚度和最小切屑厚度，确定微细铣削加工的实际瞬时未变形切屑厚度；

所述理论瞬时未变形切屑厚度模型是在刀具坐标系下基于考虑刀具跳动影响的次摆线运动轨迹构建的；

步骤S3、判断所述实际瞬时未变形切屑厚度是否大于最小切削厚度，若大于，将所述实际瞬时未变形切屑厚度输入第一切削力预测模型，输出微细铣削加工的切削力；若小于，将所述实际瞬时未变形切屑厚度输入第二切削力预测模型，输出微细铣削加工的切削力；

所述第一切削力预测模型是基于刀具侧刃切削效应和刀具底刃切削效应构建的；所述第二切削力预测模型是基于刀具侧刃耕犁效应和刀具底刃切削效应构建的；

步骤S2中，依据理论瞬时未变形切屑厚度和最小切屑厚度，确定微细铣削加工的实际瞬时未变形切屑厚度，具体包括：

当理论瞬时未变形切屑厚度h_c在最小切屑厚度h_min以下时，实际瞬时未变形切屑厚度h_c，i，j(t)＝(1-P_e)h_c，i，j(t)；

当理论瞬时未变形切屑厚度h_c大于最小切屑厚度h_min时，实际瞬时未变形切屑厚度h_c，i，j(t)＝h_c，i，j(t)；

其中，p_e＝0.6228-0.0022X_R，p_e为工件加工材料中弹性恢复的固定比例常数值，X_R为流变性系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述刀具跳动参数包括偏心距ρ、偏心距的位置角α、倾斜角τ和倾斜角的位置角

所述偏心距ρ为不考虑刀具跳动的刀具中心线与考虑刀具径向跳动的刀具中心线的径向偏移值；所述偏心距的位置角α为不考虑刀具跳动的刀具中心到刀齿的矢量与刀具径向偏移矢量的夹角；所述倾斜角τ为刀具轴线与卡具系统轴线之间的夹角；所述倾斜角的位置角为刀具倾斜矢量与刀具径向偏移矢量的夹角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，依据刀具跳动参数，确定微细铣削加工过程中切削刃次摆线运动轨迹偏移量，具体包括：

根据刀具跳动参数，确定刀具实际切削半径R(z)为：

根据刀具跳动参数和刀具实际切削半径R(z)，确定切削刃次摆线运动轨迹偏移量为：

其中，R为刀具半径，L为刀具安装后刀具的悬伸长度，z为轴向方向，j为当前切削区域内第j个刀齿，N_z为刀具齿数，λs为平头立铣刀螺旋角，