【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超精度加工领域，尤其涉及一种超精密切削工件表面质量检测方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、超精密切削是一种高精度的机械加工技术，主要应用于制造需要严格精确和光滑表面的零部件，它利用专用设备和工具，通过工件的旋转和切削工具的切削来去除材料，以达到精确的尺寸和形状，这使得它成为制造需要非常精确的尺寸和表面质量的零件的理想选择。
2、在超精密切削中，微米级的尺寸控制和纳米级的表面光洁度是常见的要求，但是受加工刀具形状，加工参数，材料属性等条件的影响，导致在精加工时被加工表面并不光滑，并且粗糙程度与精加工切削深度处在同一数量级。因此，超精密切削工被加工表面粗糙程度会引起切削振动，同时会产生切削力的波动，造成局部金属材料弹塑性变形变化的不同，从而导致已加工表面的形貌难以检测。
3、综上所述，适应现有技术中超精密切削工件被加工表面粗糙程度会引起切削振动，同时会产生切削力的波动，造成局部金属材料弹塑性变形变化的不同，从而导致已加工表面的形貌难以检测等问题，本申请人出于解决该问题的考虑作出相应的探索。
技术实现思路
1、本申请的目的在于解决上述问题而提供一种超精密切削工件表面质量检测方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
2、为满足本申请的各个目的，本申请采用如下技术方案：
3、适应本申请的目的之一而提出的一种超精密切削工件表面质量检测方法，包括：
4、获取待检测超精密切削工件表面相对应的粗
5、将刀具参数、工件参数以及加工参数以及所述工件表面粗糙度模型输入至三维切削有限元仿真模型，以确定所述超精密切削工件表面的横向方向、纵向方向以及垂直方向上的切削力；
6、根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式，基于工件表面质量检测模型以及所述实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式，确定所述超精密切削工件的切削宽度以及已加工表面深度的变化量；
7、根据所述切削宽度以及已加工表面深度的变化量确定所述待检测超精密切削工件的加工质量，以完成超精密切削工件的质量检测。
8、可选的，根据所述粗糙度曲线以及所述频率值构建工件表面粗糙度模型的步骤，包括：
9、所述工件表面粗糙度模型为：
10、he＝asin(bx+c)，
11、其中，a为被加工表面的粗糙度的平均值，b值由粗糙度曲线经过傅里叶变换后计算出来的工件表面的粗糙度的频率值决定，大小为c值由表征后获得的被加工表面的粗糙度曲线拟合获得，x为与切削起始点之间的距离。
12、可选的，获取待检测超精密切削工件表面相对应的粗糙度曲线以及峰谷值的步骤之后，包括：
13、确定待检测超精密切削工件表面的峰谷值，检测所述峰谷值是否小于预设阈值，若所述峰谷值小于预设阈值，则直接将所述待检测超精密切削工件用于精加工；
14、若所述峰谷值超过预设阈值，选择合适的半精加工参数对所述峰谷值超过预设阈值的超精密切削工件进行半精加工，对半精加工获得的表面形貌以及表面特征参数进行表征，确定被加工表面的粗糙度曲线；
15、重复对所述粗糙度曲线进行傅里叶变换，确定所述超精密切削工件表面的粗糙度的频率值，根据所述粗糙度曲线以及所述频率值构建工件表面粗糙度模型步骤，获得半精加工表面的工件表面粗糙度模型。
16、可选的，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤之前，包括：
17、确定待检测超精密切削工件表面的理论切削深度以及额外切削深度，根据所述理论切削深度以及额外切削深度确定所述待检测超精密切削工件表面的实际切削深度表达式；
18、所述实际切削深度表达式为：
19、
20、其中，r为精加工刀具刀尖圆弧半径，h0为精加工的理论切削深度，θi为刀尖圆弧上第i个点与圆弧所对应弦中点之间的连线与水平方向的夹角。
21、可选的，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤，包括：
22、对待检测超精密切削工件表面进行纳米压痕实验，确定对所述待检测超精密切削工件表面所施加的载荷以及已加工表面深度的变化量，根据所述载荷以及已加工表面深度的变化量确定所述载荷与已加工表面深度的变化量的关系式；
23、基于所述载荷与已加工表面深度的变化量的关系式确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式。
24、可选的，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤，包括：
25、所述载荷与已加工表面深度的变化量的关系式为：
26、δh＝g(ft)，
27、其中，ft为施加的载荷，δh为在载荷ft的作用下，已加工表面深度的变化量，g函数表示加工表面深度的变化量δh与载荷ft的函数关系；
28、所述实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式为：
29、δhi＝g(k(hi+he))，
30、其中，δhi为在切削距离为x，刀尖圆弧上第i个刀位点对已加工表面深度的变化量，hi为第i个刀位点的理论切削深度，he为在切削距离为x时增加的额外切削深度,k为切削力与切削深度的比例系数。
31、可选的，基于工件表面质量检测模型以及所述实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式，确定所述超精密切削工件的切削宽度以及已加工表面深度的变化量的步骤，包括：
32、所述工件表面质量检测模型为：
33、
34、其中，r为精加工刀具刀尖圆弧半径，h0为理论切削深度，d为精加工切削距离，h0为理论切削深度，a为被加工表面的粗糙度的平均值，b值由粗糙度曲线经过fft后计算出来的f值决定，大小为c值由表征后获得的被加工表面的粗糙度曲线拟合获得，x为与切削起始点之间的距离，θi为刀尖圆弧上第i个点与圆弧所对应弦中点之间的连线与水平方向的夹角，k为切削力与切削深度的比例系数，g函数表示加工表面深度变化δh与载荷ft的函数关系，y为切削宽度，z为已加工表面深度的变化量。
35、适应本申请的另一目的而提供的一种超精密切削工件表面质量检测装置，包括：
36、粗糙度模型构建模块，设置为获取待检测超精密切削工件表面相对应的粗糙度曲线以及峰谷值，对所述粗糙度曲线进行傅里叶变换，确定所述超精密切削工件表面的粗糙度的频率值，根据所述粗糙度曲线以及所述频率值构建工件表面粗糙度模型；
37、切削力确定模块，设置为将刀具参数、工件参数以及加工参数以及所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述粗糙度曲线以及所述频率值构建工件表面粗糙度模型的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，获取待检测超精密切削工件表面相对应的粗糙度曲线以及峰谷值的步骤之后，包括：
4.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤之前，包括：
5.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤，包括：
7.根据权利要求1至6任意一项所述的超精密
8.一种超精密切削工件表面质量检测装置，其特征在于，包括:
9.一种电子设备，包括中央处理器和存储器，其特征在于，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其以计算机可读指令的形式存储有依据权利要求1至7中任意一项所述的方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述粗糙度曲线以及所述频率值构建工件表面粗糙度模型的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，获取待检测超精密切削工件表面相对应的粗糙度曲线以及峰谷值的步骤之后，包括：
4.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤之前，包括：
5.根据权利要求1所述的超精密切削工件表面质量检测方法，其特征在于，根据所述超精密切削工件表面的垂直方向上的切削力确定实际切削深度与已加工表面深度的变化量的关系式的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的超精密切削工件表面质量检测方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王素娟，胡博文，孙占文，胡良成，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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