[发明专利]基于机床功率的主轴轴向热误差模型建模方法

权利要求书

1.一种基于机床功率的主轴轴向热误差模型建模方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：构建理论切削功率模型；

步骤二：在理论切削功率模型的基础上考虑轴向热误差对切削功率的影响，构建考虑热误差的切削功率模型；

步骤三：利用构建得到的考虑热误差的切削功率模型构建支持向量回归机模型；

步骤四：优化支持向量回归机模型的参数，得到主轴轴向热误差模型。

2.根据权利要求1所述基于机床功率的主轴轴向热误差模型建模方法，其特征在于：所述步骤一中，理论切削功率模型的构建方法为：

11)构建微元切削刃的功率模型：

dP_cutting(θ,z)＝|dP_n|+|dP_f|＝|(K_tedS+K_tcs_tsinψdz)·2πnr|+|(dF_tsinψ+dF_rcosψ)·f|

其中，dP_cutting(θ,z)为微元切削刃的功率；θ表示刀尖处的微元切削刃的位置角；z表示微元切削刃在刀具轴向的位置；dP_n表示微元切削刃由刀具旋转消耗的功率；dP_f表示微元切削刃由刀具进给消耗的功率；K_te表示微元切削刃的切向耕犁力切削系数；K_tc表示微元切削刃的切向剪切力切削系数；dS表示微元切削刃的长度；dz表示微元切屑刃轴向厚度；s_t表示每齿进给量；ψ表示微元切削刃位置角；n表示切削转速；r表示刀具半径；dF_t表示微元切削刃的切向切削力；dF_r表示微元切削刃的径向切削力；f表示进给速度，且f＝n·s_t·M，M为刀齿数；

12)以微元切削刃的功率模型构建切削刃的瞬时功率模型：

P_cutting表示切削刃的瞬时切削功率；a_p表示切削深度；

13)以切削刃的瞬时功率模型构建切削刃的率模型：

其中，表示切削刃在一个周期内的平均切削功率；φ_p表示刀具的齿间角。

3.根据权利要求2所述基于机床功率的主轴轴向热误差模型建模方法，其特征在于：所述步骤二中，构建得到的考虑热误差的切削功率模型为：

其中，表示考虑热误差后的切削刃在一个周期内的平均切削功率；ΔZ表示由主轴轴向热误差导致刀具沿Z向伸长产生额外的切深。