[发明专利]一种航轴车削加工让刀变形预测方法

权利要求书

1.一种航轴车削加工让刀变形预测方法，其特征在于，包括：

在航轴车削加工过程中，将实时采集的切触点的位置坐标输入预先建立的刚度回归模型，以预测得到所述切触点处的三阶刚度矩阵K，并将与所述切触点对应的数控车床运行数据输入预先建立的切削力模型，以预测得到所述切触点处的三向切削力向量F；按照δ＝K^-1F预测所述切触点处的三向让刀变形向量δ；

其中，所述切削力模型用于根据所述数控车床的运行数据预测对应的三向切削力向量，所述刚度回归模型用于根据切触点的位置坐标预测所述切触点处的三阶刚度矩阵；所述刚度回归模型的建立方式包括：

建立所述航轴的三维模型，在其上设置m个离散的切触点，并计算各切触点处的三阶刚度矩阵；利用各三阶刚度矩阵中同一位置处的元素组成一个m维的刚度序列，共得到9个刚度序列；对于每一个刚度序列R_ij，结合m个切触点的坐标位置，通过支持向量回归的方式建立一个刚度回归方程，用于根据切触点的位置坐标预测该切触点处的三阶刚度矩阵中与刚度序列R_ij对应的位置处的元素；由所建立的9个刚度回归方程组合为所述刚度回归模型；

所述数控车床的运行数据包括：主轴三相电流I_SU、I_SV、I_SW，进给轴X向三相电流I_FXU、I_FXV、I_FXW，进给轴Z向三相电流I_FZU、I_FZV、I_FZW，主轴转速n、轴向进给速度f_a、径向进给速度f_r；

所述切削力模型的表达式如下：

其中，F_t、F_r、F_a分别表示切向切削力、径向切削力和轴向切削力；I_Srms、I_FXrms和I_FZrms分别表示主轴三相电流有效值、进给轴X向三相电流有效值和进给轴Z向三相电流有效值；k_t1、k_r1和k_a1分别表示主轴电流系数、进给X轴电流系数和进给Z轴电流系数；k_t2、k_r2和k_a2分别表示主轴速度系数、径向进给速度系数和轴向进给速度系数；b_t、b_r和b_a分别是切向力校正常数、径向力校正常数和轴向力校正常数；所述数控车床的主轴旋转方向、进给轴X向和进给轴Z向分别与所述航轴的切向、径向和轴向一致。

2.如权利要求1所述的航轴车削加工让刀变形预测方法，其特征在于，所述切削力模型的建立方法包括：

获得多组已知切削力所对应的数控车床运行数据，并将每一个方向上的三相电流预处理为对应的三相电流有效值；

对于每一方向，以三相电流有效值和速度信息为输入，以该方向上的切削力为输出，通过二元线性回归的方法得到该方向上的电流系数、速度系数和力校正常数，从而得到该方向上的切削力模型；

由切向、径向和轴向上的切削力模型组合为所述数控车床的切削力模型。

3.如权利要求1所述的航轴车削加工让刀变形预测方法，其特征在于，

4.如权利要求1-3任一项所述的航轴车削加工让刀变形预测方法，其特征在于，所述建立所述航轴的三维模型，在其上设置m个离散的切触点，并计算各切触点处的三阶刚度矩阵，包括如下步骤：

(S1)采用有限元仿真软件建立所述航轴的三维模型，并对所述三维模型进行材料参数设置、约束方式设置和有限元网格划分；

(S2)结合m个切触点的位置坐标，基于子结构分析方法获取各切触点位置处的三阶刚度矩阵。