镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法及随动支撑头技术

本发明专利技术属于铣削加工领域，具体涉及一种镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法及随动支撑头。本发明专利技术利用环形滑动模组和直线滑动模组设计了一种支撑点位可调的随动支撑头，并开发了对应的点位布局优化方法，该方法首先创建了加工过程的耦合振动模型，然后建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型，其中，布局优化模型的优化目标为振动的幅值与均方根，并通过结构的干涉与边界条件确立模型约束。最后，本发明专利技术以粒子群算法为主导，辅以参数扫描与惩罚函数的复合寻解策略，实现对布局优化模型进行寻解，得到最优点位布局。本发明专利技术有助于解决现有单一的支撑点位布局方案无法适用于不同类型的大型薄壁件的镜像铣削加工的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铣削加工领域，具体涉及一种镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法、装置，以及对应的点位布局可调的随动支撑头。

技术介绍

1、在航空、航天和航海领域，飞机、船舶和航天器的机身结构中往往需要很多大型的薄壁型结构件，为了满足轻量化和高比强度的指标的要求，工程师需要对大型薄壁件进行复杂的机加工。铣削是一种常见的金属加工方式，在常规尺寸的零件中可以通过铣床进行加工，但是在大型薄壁件中，由于工件的刚性较弱，使得其在铣削加工过程中极易产生变形和震颤，进而严重影响加工的精度与表面质量。针对该问题，一种随动支撑的镜像加工方式正逐渐引起产学界的关注与研究。如图1所示，该新型加工方式的核心思想是在工件加工面的对侧设置和刀具协同运动的支撑头，支撑头和随着刀具在工件表面移动，进而可以通过抵消工具的轴向力和提高工件局部刚度的方式来有效抑制加工振颤和减小工件变形，提高工件的加工质量。

2、在图1的随动支撑加工系统中，使用的支撑头的结构设计会影响加工过程中工件的受力分布，因而也会对工件的加工质量造成影响。例如，传统的面接触式的通常不适用于复杂曲面的加工，对此，技本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，其用于结合具体工况对镜像铣削中随动支撑头的点位布局进行优化调整；随动支撑头中的支撑点包括中心支撑点，以及环形排列在中心支撑点外周的外围支撑点；

2.如权利要求1所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，步骤S11中，铣削激励qm(x,y,t)的表达式如下：

3.如权利要求2所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，步骤S2中，振动峰值f1为加工过程中工件横向挠度为w(x,y,t)的峰值，计算公式如下：

4.如权利要求3所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法...

【技术特征摘要】

1.一种镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，其用于结合具体工况对镜像铣削中随动支撑头的点位布局进行优化调整；随动支撑头中的支撑点包括中心支撑点，以及环形排列在中心支撑点外周的外围支撑点；

2.如权利要求1所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，步骤s11中，铣削激励qm(x,y,t)的表达式如下：

3.如权利要求2所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于，步骤s2中，振动峰值f1为加工过程中工件横向挠度为w(x,y,t)的峰值，计算公式如下：

4.如权利要求3所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于：步骤s3中，随动支撑头中各支撑点需要满足的空间约束包括：（1）中心支撑点与外围支撑点不干涉；（2）外围支撑点的外轮廓不超出随动支撑头外径；（3）外围支撑点间互不干涉；

5.如权利要求4所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于：步骤s4中，建立的多目标优化模型的表达式如下：

6.如权利要求1所述的镜像铣削中随动支撑头的点位布局优化方法，其特征在于：步骤s5中，选择粒子群算法作为主导算法，引入惩罚函数和参数扫描策略的粒子群算法的寻解过程如下：

7.一种镜像铣削中随动支撑头...

【专利技术属性】
技术研发人员：董方方，刘钊，赵晓敏，韩江，黄晓勇，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：