[发明专利]考虑刀具磨损量和表面粗糙度的刀具剩余寿命预测方法

权利要求书

1.考虑刀具磨损量和表面粗糙度的刀具剩余寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立单一退化指标刀具剩余寿命预测模型；

单一退化指标选择刀具后刀面磨损量或工件表面粗糙度时，所述单一退化指标刀具剩余寿命预测模型，即为刀具后刀面磨损量退化模型或工件表面粗糙度退化模型；

所述步骤1的具体方法为：

定义T^(k)为单个性能指标的累计退化量X^(k)(t)到达设定阈值w(k)的首达时间，即刀具寿命，则刀具寿命可以表示为：

T＝min{T⁽¹⁾,T⁽²⁾} (1)，

其中，

T^(k)＝inf{t:X^(k)(t)≥w^(k)}  (2)；

刀具后刀面磨损量和工件表面粗糙度对时间的累计退化量可以表示为：

式中，k＝1或2，分别代表刀具后刀面磨损量指标和工件表面粗糙度指标，X^(k)(0)表示初始时刻的刀具后刀面磨损量和工件表面粗糙度，μ(t；θ^(k))和σ_B^(k)分别表示漂移系数和扩散系数，B^(k)(t)为标准布朗运动；

使用模型，a^(k)为随机参数，用于描述刀具个体之间的差异性，b^(k)为固定参数，其取值对于在相同工况下的同类刀具相同的，用以表示同类刀具的共性特征，将参数a^(k)设为均值μ_a^(k)，方差为的正态分布；

X^(k)(t)可以表示为：

则单个退化指标的累计退化量X^(k)(t)到达设定阈值w^(k)的首达时间T^(k)服从逆高斯分布，其概率密度函数，即单一退化指标刀具剩余寿命预测模型为：

其中，当k＝1或2时，该模型分别表示刀具后刀面磨损量退化模型或工件表面粗糙度退化模型；

步骤2、测量同一时刻的后刀面磨损量和工件表面粗糙度，对步骤1中的所述刀具后刀面磨损量退化模型或工件表面粗糙度退化模型中用于描述刀具个体之间的差异性和同类刀具共性的相关参数，进行两阶段极大似然估计的第一阶段先验估计；

步骤3、根据步骤2中先验估计得到的参数值，使用二元开普勒函数联立步骤1中的所述刀具后刀面磨损量退化模型和工件表面粗糙度退化模型，建立多退化指标刀具剩余寿命预测模型，并对开普勒相关系数进行第二阶段极大似然估计；

步骤4、将步骤2、步骤3中估计得到的参数导入多退化指标刀具剩余寿命预测模型，可得刀具剩余寿命预测结果。