薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数的确定方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN102248209A

(43)申请公布日2011.11.23

(21)申请号CN201110183747.1

(22)申请日2011.07.01

(71)申请人黑龙江科技学院

地址150027黑龙江省哈尔滨市松北区糖厂街1号

(72)发明人赵灿郭延艳汤春瑞王旭峰冯明军吴维华刘玉波

(74)专利代理机构深圳市智科友专利商标事务所

代理人曲家彬

(51)Int.CI

B23C3/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床

极限稳定工艺参数的确定方法

(57)摘要

薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床

极限稳定工艺参数的确定方法，解决高速

铣削三维稳定性极限稳定工艺参数的确

定，优化的工艺参数。采用的方法步骤

是：⑴求解切向削力系数

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数的确定方法，该方法是通过

切削力实验获得加工刀具对该工件材料的切削力和不同加工阶段工件固有频率和模

态参数，计算出薄壁复杂曲面工件加工时材料去除的不同阶段机床极限稳定工艺参

数，其特征在于：所述的方法由下列步骤实现：

⑴、通过切削力试验，使用相同的铣削刀具和与加工工件的相同材料的样块，获得

x、y方向的瞬时切削力，根据获得x、y方向的瞬时切削力、铣削刀具的轴向切深、

铣削刀具的第P个齿的切屑厚度和第P个齿的瞬时与加工工件的接触角，求解切

向削力系数和径向切削力比例系数；

⑵、将被加工工件的毛坯按铣削加工去除量设置为不同加工阶段，通过模态试验装

置，获取加工机床对于不同加工阶段的工件和铣削刀具构成的系统的固有频率和模

态参数，模态参数包括：系统的等效刚度k、系统的等效质量m和系统的等效阻尼

c；

⑶、根据步骤⑴获得的切向削力系数、径向切削力比例系数和步骤⑵获得的固有频

率、系统的等效刚度k、系统的等效质量m和系统的等效阻尼c获得加工机床对于

不同加工阶段的工件和铣削刀具构成的系统处于稳定与不稳定临界状态的最大轴向

切深以及与其相对应的主轴转速。

2.根据权利要求1所述的薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数的确

定方法，其特征在于：将步骤⑶获得加工机床对于同一加工阶段的工件和铣削刀具

构成的系统处于稳定与不稳定临界状态最大轴向切深与其相对应主轴转速构成二维

系统稳定极限图。

3.根据权利要求1或2所述的薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数

的确定方法，其特征在于：将步骤⑶获得加工机床对于不同加工阶段的工件和铣削

刀具构成的系统处于稳定与不稳定临界状态最大轴向切深与其相对应主轴转速，不

同加工阶段为第三维，构成三维系统稳定极限图。

说明书

p技术领域

本发明涉及机械加工过程中的工艺方法和机械加工过程中的自动控制，特别是一种

薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数的确定方法。

背景技术

机械加工中，铣削加工过程中产生的颤振会严重影响已加工表面的质量，加剧刀具

磨损，降低主轴寿命，限制机床的极限加工能力，甚至带来潜在的安全隐患。基于

高性能薄壁复杂曲面工件铣削加工时机床极限稳定工艺参数的确定方法，可以提供

在薄壁复杂曲面类零件高速稳定加工条件下所需的主轴转速、铣削刀具每齿进给和

材料去除的最佳工艺参数组合，有利于将切削过程控制在稳定区域之内，对实现高

性能薄壁复杂曲面（如：叶轮叶片类零件）的高效、高质加工具有重要的经济意义

与工业应用前景。

对现有技术文献检索发现，机床极限稳定工艺参数的确定方法主要有五

种：