專利名稱：一種車銑復(fù)合加工切削力測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削力的測量，特別是一種對車銑復(fù)合加工數(shù)控機床切削力測量方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，具有車銑復(fù)合功能的數(shù)控機床因具有適應(yīng)復(fù)雜化加工和生產(chǎn)高效率等特點而成為近年來發(fā)展很快的機種。該機床可同時采用多種工藝加工方法對復(fù)雜曲面加工，對航空、航天等軍工產(chǎn)品生產(chǎn)尤為需要。但由于目前缺乏國 外可參考的技術(shù)資料，使我國這類高檔數(shù)控機床的發(fā)展受到極大制約。因此，深入研究和探討這類機床的車銑復(fù)合加工機理，對我國開發(fā)此類高檔數(shù)控機床設(shè)備具有重要意義。在車銑復(fù)合加工過程中，切削力是車銑復(fù)合加工機理的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于現(xiàn)有的測力儀很難在車銑復(fù)合加工中心上安裝，既不能如車削加工安裝在刀架上，也不能如銑削加工安裝在工作臺上，故使用測力儀測量車銑復(fù)合加工切削力實際上行不通。檢索國內(nèi)外文獻可知，針對車銑復(fù)合加工切削力的測量至今沒有很好的方法，這是困擾該領(lǐng)域深入研究的一個技術(shù)難題。CNl01804584A號專利申請說明書公開了一種車銑加工三向切削力測量儀。該測量儀采用在銑刀后端座上安裝三向壓電晶體傳感器，將銑刀產(chǎn)生的切削力轉(zhuǎn)化成壓電信號，經(jīng)無線傳輸給計算機系統(tǒng)，由計算機處理后得到三向切削力數(shù)據(jù)。這種測量儀不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制做成本高，而且信號采集元件與銑刀直接相接，在高速切削加工環(huán)境下，加上各種外部干擾，使測量結(jié)果的準確性難于保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種車銑復(fù)合加工切削力測量方法，為車銑復(fù)合加工數(shù)控機床設(shè)備的研究創(chuàng)造條件。本發(fā)明測量方法的原理是通過位移傳感器測量獲得銑刀動態(tài)位移信號，通過小波信號處理方法將加工過程中噪音信號去除，然后將時域位移信號轉(zhuǎn)換成頻域位移信號；利用銑刀和工件的傳遞函數(shù)，獲得頻域切削力的函數(shù)，最后再將頻域信號轉(zhuǎn)換成時域信號，獲得切削力的大小?；谏鲜鲈恚景l(fā)明提供的車銑復(fù)合加工切削力測量方法，包括以下步驟I)在與銑刀軸向垂直的左右和前后兩個方向上和工件下部、與銑刀軸向平行的上下方向上分別用夾具固定安裝三通道位移傳感器，將位移傳感器分別與計算機相接，利用鋁箔紙將位移傳感器連接計算機的各種信號線和數(shù)據(jù)線包裹好，防止切屑飛濺損壞傳感器，調(diào)整傳感器與銑刀和工件間的距離，使之達到位移傳感器的使用要求；2)開啟車銑復(fù)合加工機床，切削回轉(zhuǎn)體工件，由三個位移傳感器分別測量出銑刀在三個方向上對應(yīng)傳感器位置點時域條件下變形產(chǎn)生的位移變化量信號，然后傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機按以下程序處理
以左右方向為例(前后和上下方向相同)，設(shè)位移傳感器測得的銑刀對應(yīng)該方向傳感器位置點時域條件下變形產(chǎn)生的位移變化量為X’ (t)。3)利用類似懸臂梁公式
權(quán)利要求
1.一種車銑復(fù)合加工切削力測量方法，其特征是包括以下步驟 .1)在與銑刀軸向垂直的左右和前后兩個方向上和工件下部、與銑刀軸向平行的上下方向上分別用夾具固定安裝三通道位移傳感器，將位移傳感器分別與計算機相接，利用鋁箔紙將位移傳感器連接計算機的各種信號線和數(shù)據(jù)線包裹好，防止切屑飛濺損壞傳感器，調(diào)整傳感器與銑刀和工件間的距離，使之達到位移傳感器的使用要求； .2)開啟車銑復(fù)合加工機床，切削回轉(zhuǎn)體工件，由三個位移傳感器分別測量出銑刀在三個方向上對應(yīng)傳感器位置點時域條件下變形產(chǎn)生的位移變化量信號，然后傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機按以下程序處理 以左右方向為例，設(shè)位移傳感器測得的銑刀對應(yīng)該方向傳感器位置點時域條件下變形產(chǎn)生的位移變化量為X’ (t)； .3)利用類似懸臂梁公式
全文摘要
一種車銑復(fù)合加工切削力測量方法在與銑刀軸向垂直的左右和前后兩個方向上和工件下部、與銑刀軸向平行的上下方向上分別固定安裝三通道位移傳感器，傳感器與計算機相接，調(diào)整傳感器與銑刀和工件間的距離達到要求后開啟車銑復(fù)合加工機床，切削回轉(zhuǎn)體工件，由位移傳感器獲取銑刀動態(tài)位移信號，通過小波信號處理方法將加工過程中干擾信號去除，然后將時域位移信號轉(zhuǎn)換成頻域位移信號，利用銑刀和工件的傳遞函數(shù)獲得頻域切削力函數(shù)，最后將頻域信號轉(zhuǎn)換成時域信號，獲得切削力的大小。該方法簡單易行，位移信號由傳感器直接獲取，采用低通濾波器及相關(guān)理論運算，排除了加工環(huán)境中的干擾因素，測量結(jié)果可靠，為揭示車銑復(fù)合加工機理、研究加工顫振提供參考依據(jù)。
文檔編號B23Q17/09GK102896557SQ201210344769
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者朱立達, 朱春霞, 于天彪, 史家順, 王宛山 申請人:東北大學(xué)