[发明专利]基于监测加速度的薄壁件侧铣加工表面粗糙度预测方法

权利要求书

1.一种基于监测加速度的薄壁件侧铣加工表面粗糙度预测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、判断薄壁件加工方式是否为侧铣，若是侧铣加工，则进行第二步；否则，该方法不适用；

步骤二、将薄壁件(6)安装在机床工作台(5)的夹具(7)上，其中，薄壁件(6)满足宽厚比大于10；

步骤三、将加速度传感器(2)安装在薄壁件(6)待加工区域的另一面，并将加速度传感器(2)与数据采集器(4)、计算机(3)连接进行信号采集设置与校准；向计算机采集软件中输入加速度传感器(2)的灵敏度系数，此时输出得到一条零值曲线；当敲击工件表面时输出曲线随敲击发生变化，说明加速度传感器(2)正常工作，否则应重新校正加速度传感器(2)；

步骤四、对薄壁件(6)进行侧铣加工，同时采集加速度信号；

步骤五、对采集到的加速度信号按照每一个刀具(1)旋转周期提取一个峰值，其中刀具(1)旋转周期的定义为：

式中，T为刀具旋转周期，S为主轴转速；

将加速度传感器(2)安装位置定义为位置坐标零点，该位置提取的峰值定义为第0个点，则提取峰值的位置坐标为：

式中，F为进给速度，n为提取的峰值相对于第0个峰值提取点的个数，+为第0个峰值点右边的点，-为第0个峰值点左边的点；

此时将得到的峰值散点进行二次函数拟合得到加速度a＝g(l)，则修正得到整个加工区域不同加工位置的加速度为：

式中，A(l)为监测得到的加速度，A′(l)为整个加工区域不同加工位置的加速度，g(l)_max为拟合曲线的最大值；

步骤六、对加工薄壁件进行表面粗糙度测量；由于侧铣加工时存在一定的切削深度，因此需测量2个位置的表面轮廓高度变化曲线z(l)，并取平均值；然后按照GB/T 1031-2009《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》对取样长度的规定，计算得到被加工区域的表面粗糙度Ra(l)，计算公式如下：

步骤七、按照表面粗糙度计算中选择的取样长度，重新计算步骤五中得到的整个加工区域不同位置加速度；将取样长度作为加工区域的长度分割单位，提取每个分割长度内A′(l)的最大值，得到新的加速度A_new(l)；

步骤八、建立表面粗糙度Ra(l)与A_new(l)的一元回归模型：

Ra(l)＝C·A_new(l)^m (5)

式中，C为加工材料或切削材料的修正系数，m为指数；利用matlab曲线拟合工具箱求解指数m和加工材料或切削材料的修正系数C；

步骤九、建立基于单个加速度传感器监测的表面粗糙度预测模型：