[发明专利]高效铣刀刀齿后刀面非稳态摩擦特性识别方法

说明书

高效铣刀刀齿后刀面非稳态摩擦特性识别方法，属于机械加工领域。包括：振动作用下铣刀与刀齿瞬时位姿及接触角解算方法；刀齿后刀面瞬时摩擦变量解算方法；刀齿后刀面摩擦变量时域特性识别方法；刀齿后刀面摩擦变量频域特性识别方法；刀齿后刀面非稳态摩擦分布特性识别方法；刀齿后刀面非稳态摩擦差异性识别方法；铣削振动对后刀面非稳态摩擦影响识别方法；刀齿后刀面摩擦的响应特性与实验验证方法，本发明研发目的是为了解决已有关于铣刀摩擦速度的研究方法忽略铣削参数、刀齿误差和铣刀振动影响，导致的刀齿后刀面与加工过渡表面瞬时接触关系的模糊性的问题，用于高效铣刀及高效铣削工艺设计，可有效控制高效铣刀刀齿后刀面的摩擦磨损过程。

技术领域

本发明涉及高效铣刀刀齿后刀面非稳态摩擦特性识别方法，属于机械加工领域。

背景技术

高效铣刀在铣削加工中，受刀齿误差和铣削振动的综合影响，铣刀及刀齿在切削过程处于不稳定状态，使得高效铣刀和刀齿的位姿不断发生变化，直接影响刀齿后刀面与工件加工过渡表面的瞬时接触关系，进而使刀齿后刀面的瞬时摩擦速度和摩擦能耗发生改变，铣刀各刀齿使用寿命存在明显的差异性。建立正确的摩擦特征参数解算模型，表征后刀面瞬时摩擦的非稳态特性，揭示刀齿误差和振动对刀齿后刀面瞬时摩擦特征变量的影响，对控制铣刀使用寿命具有工程价值。

已有关于铣刀摩擦速度的研究，忽略刀齿误差和铣削振动对刀工瞬态接触关系的影响，刀齿后刀面摩擦速度解算结果存在较大误差，无法正确反映刀齿后刀面瞬时摩擦状态；已有关于摩擦能耗的计算，忽略了刀工界面原子势能的转化，无法正确揭示摩擦能耗的本质，使得计算结果差距较大。在刀齿后刀面瞬时摩擦行为非稳态特性研究方面，通常利用瞬时摩擦速度和摩擦能耗的时域特征，表征瞬时摩擦行为的变化特性，采用该方法无法揭示刀齿后刀面复杂、多变的非稳态摩擦特性。

因此，亟需针对高效铣刀刀齿后刀面瞬时摩擦行为中存在的上述问题，考虑铣削参数、刀齿误差和振动的影响，建立高效铣刀及刀齿的瞬时位姿解算模型，基于摩擦功原理和刀工摩擦界面势能场作用下的原子激励，建立刀齿后刀面瞬时摩擦能耗解算模型；在此基础上，利用刀齿后刀面不同位置处瞬时摩擦行为的时域、频域特征变量和功率谱熵，揭示其复杂、多变的非稳态变化特性，利用互相关函数揭示铣削振动对刀齿后刀面瞬时摩擦行为的影响。

发明内容

本发明研发目的是为了解决已有关于铣刀摩擦速度的研究方法忽略铣削参数、刀齿误差和铣刀振动影响，导致的刀齿后刀面与加工过渡表面瞬时接触关系的模糊性的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

高效铣刀刀齿后刀面非稳态摩擦特性识别方法，包括：

步骤1，振动作用下铣刀与刀齿瞬时位姿及接触角解算方法；

步骤2，刀齿后刀面瞬时摩擦变量解算方法；

步骤3，刀齿后刀面摩擦变量时域特性识别方法；

步骤4，刀齿后刀面摩擦变量频域特性识别方法；

步骤5，刀齿后刀面非稳态摩擦分布特性识别方法；

步骤6，刀齿后刀面非稳态摩擦差异性识别方法；

步骤7，铣削振动对后刀面非稳态摩擦影响识别方法；

步骤8，刀齿后刀面摩擦的响应特性与实验验证方法。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明利用铣削参数、刀齿误差和铣削振动对铣刀及刀齿瞬时切削行为的影响，揭示高效铣刀及刀齿瞬时位姿的变化特性，解决了已有方法忽略铣削参数、刀齿误差和铣刀振动影响，导致的刀齿后刀面与加工过渡表面瞬时接触关系的模糊性问题；