[发明专利]一种周铣表面形貌分析与预测方法

权利要求书

1.一种周铣表面形貌分析与预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤一：建立工件振动模型；

步骤二：由能量法求得工件的振动微分方程；

步骤三：解耦并求解振动微分方程；

步骤四：求解刀刃运动轨迹方程；

步骤五：确定周铣表面形貌仿真方法；

步骤六：在MATLAB中用离散法对周铣表面形貌进行仿真。

2.根据权利要求1所述的周铣表面形貌分析与预测方法，其特征在于，步骤一中Fj为受到的合外力，将第i个定位元件视作在法向ni＝[nxi,nyi,nzi]T和两个切向ti＝[txi,tyi,tzi]T、ai＝[axi,ayi,azi]T上忽略质量的弹簧-阻尼系统，且三个方向上的弹簧阻尼元件的刚度和阻尼系数分别为kni、kti、kai和cni、cti、cai，rw＝[xw,yw,zw]T、Θw＝[αw,βw,γw]T分别为工件坐标系XwYwZw相对于全局坐标系XYZ的位置和方向，rw＝[xw,yw,zw]T为工件上任意点P在工件坐标系中的坐标，P点在全局坐标系中任意时刻的姿态r＝[x,y,z]T可表示为：

r＝r_w+T(Θ_w)r^w (1)；

式中s、c分别为正弦sin、余弦cos。

3.根据权利要求2所述的周铣表面形貌分析与预测方法，其特征在于，

步骤二中具体步骤如下：

S01：求解工件上单一质点P的动能T；

式中其中为工件的线速度，为工件的角速度，质量矩阵m为工件质量，J_x＝∫(y²+z²)dm、J_y＝∫(x²+z²)dm、J_z＝∫(y²+x²)dm为惯性矩，J_xy＝∫xydm，J_yz＝∫yzdm，J_zx＝∫zxdm，(x,y,z)为点P在工件坐标系下的坐标；

S02：求解工件的势能U：

式中为工件位置偏移，刚度矩阵为第i个定位元件与工件接触的局部刚度，其中抗拉压刚度抗扭刚度抗弯刚度且k_xβi＝k_xiz_i，k_xγi＝k_xiy_i，k_yγi＝k_yix_i，k_yαi＝k_yiz_i，k_zαi＝k_ziy_i，k_zβi＝k_zix_i，k_βγi＝k_xiy_iz_i，k_γαi＝k_yiz_ix_i，k_αβi＝k_ziy_ix_i；

S03：求解工件-夹具系统的能量消耗D：

阻尼矩阵第i个定位元件与工件的局部接触阻尼为抗拉压阻尼抗扭阻尼抗弯阻尼且C_xβi＝C_ixz_i，C_xγi＝C_ixy_i，C_yγi＝C_iyx_i，C_yαi＝C_iyz_i，C_zαi＝C_izy_i，C_zβi＝C_izx_i，C_βγi＝C_ixy_iz_i，C_γαi＝C_iyz_ix_i，C_αβi＝C_izy_ix_i；

S04：求解振动微分方程；

S05：设定振动微分方程的约束条件。