一种基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法；包括以下步骤：首先，将加工表面形貌特征化为波纹度和粗糙度的数据集，然后关联加工过程的切深和切速的参数，对加工系统的稳定与不稳定进行数字化分类，再采用加速度传感器测量磨削工艺系统的振动信号并计算出系统工作模态的参数，获得加工系统的固有频率和阻尼比，然后将建立的加工表面特征聚类与系统振动和磨削稳定性关联的动力学模型比对，最后拟合出加工系统的刚度和磨削力系数，在磨削稳定性的工艺范围内选择切深与切速实现虚实结合的区域匹配，在变化区域内调整切深切速实现加工表面质量和加工效率最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金刚石磨削领域，尤其涉及一种基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法。

技术介绍

1、精密磨削是硬质模具钢精密加工的重要工艺之一，其加工过程的稳定性直接关系加工精度和效率。磨削加工稳定性受到加工系统的机床结构、砂轮状态、工件结构与特性等多个因素的制约。目前主要解决方法磨削不稳定产生机理、建立磨削系统动力学模型求解稳定磨削参数、优化机床结构以提升刚度，但尚未能够应用到实际加工工艺中。

2、精密磨削系统的模态分析是研究该系统工艺性能的重要基础。通常，有建立该系统的有限元模型并设立边界条件和载荷来求解的有限元模态分析法，另外有利用锤击法为代表的实验模态分析法。但是，这两种方法都是研究磨削系统在静止状态下的动态特性，与实际工况存在较大差异。

3、磨削稳定性区域图作为预测磨削系统加工稳定性的重要工具，一般需要通过建立系统动力学方程并导出系统传递函数进而求解特征方程获得。叶瓣图中的稳定性边界划分了稳定与不稳定域能够指导磨削参数的选取。但其中建立系统动力学方程所需系统参数的获取较为繁琐，很难应用到实际加工中。</p>
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【技术保护点】

1.一种基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，步骤S3中，砂轮转速N和进给深度h的计算方法采用Lyapunov第一判别法对临界情况进行求解，其计算方法可表述为：

3.根据权利要求2所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，将获得的磨削系统固有频率和阻尼比代入砂轮转速N和临界进给深度h的计算公式，给定磨削力系数k’m，刚度系数k的初值，获得初步的磨削稳定性区域图。

4.根据权利要求1所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速...

【技术特征摘要】

1.一种基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，步骤s3中，砂轮转速n和进给深度h的计算方法采用lyapunov第一判别法对临界情况进行求解，其计算方法可表述为：

3.根据权利要求2所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，将获得的磨削系统固有频率和阻尼比代入砂轮转速n和临界进给深度h的计算公式，给定磨削力系数k’m，刚度系数k的初值，获得初步的磨削稳定性区域图。

4.根据权利要求1所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，步骤s4中，磨削振动加速度信号测量采用压电式加速度传感器，对该加速度信号求取平均正则化的功率谱密度，其曲线上的峰值为固有频率，在自功率谱密度函数的固有频率两侧取幅值为固有频率的1/1.414处的两点来识别阻尼比。

5.根据权利要求1所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，步骤s1中，磨削加工采用金刚石砂轮。

6.根据权利要求5所述的基于加工表面特征数据聚类的切深切速控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晋，徐鑫宇，杨林丰，贺先送，李磊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：