[发明专利]基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法

权利要求书

1.一种基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一、确定被考察状态信息

获取刀具已使用过的最大背吃刀量α_p-max；

设定拟考察工况下的切削用量：切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_g；

步骤二、规划试切试验

根据被考察状态设计三组试切试验，每组试切试验包括6次试切；

第一组试切试验设定刀具的切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_i；

第二组试切试验设定刀具的切削速度为v_cg，背吃刀量为α_p-un，进给量为f_i；

第三组试切试验设定刀具的切削速度为v_cg，背吃刀量为α_p-un+Δα_p，进给量为f_i；

其中，i＝1，2，3，4，5，6，f_i＝f₁，f₂，...，f₆；且f₁，f₂，...，f₆按照由小到大的等差数列构建，f₁＝f₆/6，f_g∈f_i，α_p-un＞α_pg，α_p-un≥α_p-max，Δα_p＞0；

如果α_pg≥α_p-max，则依次进行第一、第二共两组试切试验，并使α_p-un＝α_pg+Δα_p；

如果α_pg＜α_p-max，则依次进行第一、第二、第三共三组试切试验；

步骤三、试切并记录信号数据

按照步骤二的设定，对刀具进行2组或3组试切，并按顺序记录每次试切的反馈信号，依次记录为：

第一组试切试验信号数组A＝(A₁，A₂，...，A₆)；

第二组试切试验信号数组B＝(B₁，B₂，...，B₆)；

第三组试切试验信号数组C＝(C₁，C₂，...，C₆)；

被考察状态(v_cg，α_pg，f_g)对应的信号为A_g，A_g∈A；

步骤四、估算试切时后刀面绝对消耗E_b；

首先，在每组信号数组的基础上，分别构建信号差值数组ΔA、ΔB、ΔC；ΔA＝(ΔA₂，ΔA₃，…，ΔA₆)＝((A₂-A₁)，(A₃-A₂)，…，(A₆-A₅))；ΔB＝(ΔB₂，ΔB₃，…，ΔB₆)＝((B₂-B₁)，(B₃-B₂)，…，(B₆-B₅))；ΔC＝(ΔC₂，ΔC₃，…，ΔC₆)＝((C₂-C₁)，(C₃-C₂)，…，(C₆-C₅))；

其次，分别拟合信号差值ΔA_i、ΔB_i、ΔC_i与f_i的关系：

其中，K_A、K_B、K_C是拟合的系数，b_A、b_B、b_C是拟合的指数，其根据测得的反馈信号和对应的进给量求得；

再次，根据拟合关系求得在进行第一组、第二组、第三组试切试验时所述刀具分别对应的后刀面绝对消耗E_b-A，E_b-B和E_b-C；

E_b-A＝A₁-ΔA₁＝A₁-G_A(f₁)；

E_b-B＝B₁-ΔB₁＝B₁-G_B(f₁)；

E_b-C＝C₁-ΔC₁＝C₁-G_C(f₁)；

步骤五、计算后刀面固有消耗E_b0；

同一磨损状态下，后刀面绝对消耗为E_b，后刀面固有消耗为E_b0，后刀面额外消耗为ΔE；E_b＝E_b0+ΔE；

背吃刀量变化Δα_p段的后刀面绝对消耗为对应的后刀面固有消耗为对应的后刀面额外消耗为

将视为零，即则有：

对于进行第一、第二共两组试切试验的：

对于进行第一、第二、第三共两组试切试验的：

则任意背吃刀量α_p下刀具后刀面固有消耗为按下式计算：

所述刀具在切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_g的被考察状态下，其对应的后刀面绝对消耗为E_b-A；

所述刀具在切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_g的被考察状态下，其对应的后刀面固有消耗为

步骤六、确定所述刀具在被考察状态下的磨损状态

所述刀具在切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_g的被考察状态下，相对于新刀，其信号的绝对变化量即为后刀面绝对额外消耗ΔE_A；

所述刀具在切削速度为v_cg，背吃刀量为α_pg，进给量为f_g的被考察状态下，相对于新刀，其信号的相对变化量即为后刀面相对额外消耗c％；

所述刀具相对于新刀，其后刀面的绝对磨损变化量为M1，相对磨损变化量为M2；利用ΔE_A和c％分别表征M1、M2；

M1＝ΔE_A；

M2＝c％。

2.根据权利要求1所述的基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法，其特征在于：所述反馈信号为切削力信号、切削功率信号和电流信号中的任一种。