非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法技术

非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法，包括以下具体步骤：（1）、传统的三轴联动的铣削过程和三轴联动的超声铣削过程进行比较，衍生出超声铣削的切削刃轨迹方程；（2）、对瞬时未变形切削厚度进行建模；（3）、再利用当前切削刃轨迹上任一点的位置方程求出该点位置，利用黄金分割迭代法计算出之前切削刃轨迹点的位置，以此两点间的线段最小值得出所求的瞬时未变形切削厚度。本发明专利技术是在超声铣削的条件下，通过预测瞬时未变形切削厚度，从而探究和分析超声铣削力，同时该发明专利技术可以适用于非均匀螺旋角的刀具和复杂路径下的铣削过程。在预测瞬时未变形切削厚度后，可以进一步了解超声铣削力对优化刀具和工件加工的影响。

Prediction method of undeformed cutting thickness in ultrasonic milling of non-uniform helical angle milling cutter

Prediction method of non-uniform helical angle ultrasonic milling cutter undeformed chip thickness, which comprises the following: (1), comparing the ultrasonic milling milling process of the traditional three axis and three axis linkage, derived from the cutting trajectory equation of ultrasonic milling; (2), by modeling the instantaneous deformation of cutting thickness; (3), then use the cutting trajectory equation of point position of office for the position, using golden section iterative method to calculate before cutting trajectory point to line between two points is the minimum instantaneous undeformed chip thickness. The present invention is in ultrasonic milling conditions, by predicting the instantaneous undeformed chip thickness, so as to explore and analysis of ultrasonic milling force, milling cutter at the same time, the invention can be applied to non uniform spiral angle and complex paths. After the prediction of the instantaneous undeformed cutting thickness, the effect of ultrasonic milling force on the optimization of tool and workpiece processing can be further understood.

【技术实现步骤摘要】
非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法
本专利技术属于超声铣削的加工制造
，尤其适用于一种在非均匀螺旋角铣刀和复杂路径下瞬时未变形切削厚度的预测。
技术介绍
由于使用环境的要求，当前对难加工材料构成的复杂曲面零部件的需求越来越大。然而，由于材料和加工方式的限制，很难使用传统的铣削加工方式去除多余材料满足零件的精度要求。而超声铣削不失为解决该难题的一种有效方式，在超声铣削加工中，可以有效的加工出需要的表面质量，因为超声铣削加工可以对于一些硬质合金的表面进行铣削，其稳定性的波动可以和减少刀具自身的振颤，同时提高刀具的稳定性和自身的寿命，但是对于加工过程中的超声铣削力是至关重要的，因为超声铣削力影响加工过程的稳定性，夹具的设计，以及工业参数的优化。而瞬时未变形切削厚度又直接影响超声铣削力，所以，为了可以在非均匀螺旋角和复杂路径下测量出瞬时未变形切削厚度，其模型的精确建立是至关重要的。申请人为河南理工大学，赵波、郭强、张燕和曲海军等老师专利技术的专利含跳动复杂路径精确未变形切削厚度的确定，即：公开号为CN103390076A的中国专利技术专利：其考虑了一种含跳动复杂路径精确未本文档来自技高网...

【技术保护点】
非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法，其特征在于：包括以下具体步骤，（1）、通过与传统的三轴联动的铣削过程和三轴联动的超声铣削过程进行比较，在相同条件下，观察超声铣削和传统铣削中切削刃轨迹的区别，发现超声铣削的切削刃轨迹受到频率和振幅的影响，并通过整合影响超声铣削切削刃轨迹的因素衍生出超声铣削的切削刃轨迹方程；（2）、然后对瞬时未变形切削厚度进行建模，由于之前的切削刃总是由当前切削刃所留下的，并在笛卡尔坐标系中描绘出之前切削刃轨迹与当前切削刃轨迹，通过已知的当前切削刃轨迹的位置与笛卡尔坐标系原点相连，与之前切削刃轨迹有一交点，确定两切削刃轨迹之间的线段即为瞬时未变形切削厚度；（3）...

【技术特征摘要】
1.非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法，其特征在于：包括以下具体步骤，（1）、通过与传统的三轴联动的铣削过程和三轴联动的超声铣削过程进行比较，在相同条件下，观察超声铣削和传统铣削中切削刃轨迹的区别，发现超声铣削的切削刃轨迹受到频率和振幅的影响，并通过整合影响超声铣削切削刃轨迹的因素衍生出超声铣削的切削刃轨迹方程；（2）、然后对瞬时未变形切削厚度进行建模，由于之前的切削刃总是由当前切削刃所留下的，并在笛卡尔坐标系中描绘出之前切削刃轨迹与当前切削刃轨迹，通过已知的当前切削刃轨迹的位置与笛卡尔坐标系原点相连，与之前切削刃轨迹有一交点，确定两切削刃轨迹之间的线段即为瞬时未变形切削厚度；（3）、再利用当前切削刃轨迹上任一点的位置方程求出该点位置，并利用黄金分割迭代法计算出之前切削刃轨迹点的位置，以此两点间的线段最小值得出所求的瞬时未变形切削厚度。2.根据权利要求1所述的非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法，其特征在于：步骤（1）中已知传统铣削在x、y、z三个方向的三轴联动的铣削过程中切削刃轨迹的方程为：其中，是指第i个切削刃的位置，t是时间，h是沿轴线方向的高度，w是主轴角速度，βi是第i个螺旋角，是第i个和第（i-1）个切削刃的节面角，R是刀具半径。3.根据权利要求1所述的非均匀螺旋角铣刀超声铣削未变形切削厚度的预测方法，其特征在于：步骤（1）中所述的超声铣削的切削刃轨迹方程为：其中Ax和Ay是沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，张明阳，王开发，秦伟杰，刘瑞弢，王晓亮，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41