[发明专利]五轴数控侧铣加工铣削力预报方法

摘要

本发明提供了一种五轴数控侧铣加工铣削力预报方法，首先，基于距离场法获取当前刀位刀具‑工件啮合区域；将当前刀位切削刃上的点及法向变换到前一刀位刀具坐标系中，采用线面求交的方法得到未变形切屑厚度的解析表达式；采用三轴单齿铣削实验标定得到铣削力系数；然后，沿轴向将刀具离散为多个薄片微元，根据刀具几何参数信息、刀具‑工件啮合区域信息、未变形切厚计算值、铣削力系数，计算得到各薄片微元切向、径向、轴向铣削力；最后，将以上力坐标变换到X、Y、Z轴方向，并沿轴向对各个薄片微元进行积分得到当前时刻的五轴侧铣加工铣削力预报值。本发明提高了五轴侧铣加工铣削力预报计算的准确性和高效性。

主权项

一种五轴数控侧铣加工铣削力预报方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，读入毛坯模型文件、刀路文件以及刀具几何参数数据，并将离散刀位插值获得刀具轴迹面并存储；步骤2，基于双参数球族法计算当前刀位轴向各高度处特征点g1和g2；步骤3，基于距离场法判定当前刀位刀具‑工件啮合区域；步骤4，将当前刀位切削刃上的点及法向变换到前一刀位刀具坐标系中，采用线面求交的方法得到未变形切屑厚度的解析表达式；步骤5，采用三轴单齿铣削实验标定得到切向、径向及轴向的铣削力系数，包括剪切力系数Ktc、Krc、Kac和刃口力系数Kte、Kre、Kae；步骤6，沿轴向将刀具离散为多个薄片微元，根据步骤1中读入的刀具几何参数信息、步骤3中得到的刀具‑工件啮合区域信息、步骤4中得到的未变形切屑厚度计算值以及步骤5中标定的铣削力系数，计算得到各薄片微元切向、径向、轴向铣削力；步骤7，将步骤6中得到的各薄片微元切向、径向、轴向铣削力坐标变换到X、Y、Z轴方向，然后沿刀轴方向对各个薄片微元进行积分得到当前时刻的五轴侧铣加工铣削力预报值Fx(t)、Fy(t)、Fz(t)。