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公开(公告)号：CN102591260B
公开(公告)日：2013-11-06
申请号：CN201210033989.7
申请日：2012-02-15
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B19/4097
Abstract: 本发明公开了一种五轴铣削加工过程中刀具与工件瞬态接触域判断方法，用于解决现有的五轴铣削加工过程中刀具与工件瞬态接触域判断方法适用范围窄的技术问题。技术方案是通过解析计算出各个刀位处的铣刀扫略轮廓线；用双三次NURBS曲面生成铣刀扫略面并生成铣刀扫略体；通过铣刀扫略线分割每个刀位处的刀具表面得到铣刀可能与工件接触的表面；遍历下一个刀位处的将切除的去除材料实体中的每一个曲面，确定该曲面是否为刀具与工件瞬态接触面，并计算刀具与工件瞬态接触域。本发明方法避免了对不同铣刀运用不同方法判断刀具与工件瞬态接触面的过程，适用于圆柱铣刀、球头铣刀、环形铣刀、锥形球头铣刀等多种铣刀。
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公开(公告)号：CN102436527B
公开(公告)日：2013-06-05
申请号：CN201110356084.9
申请日：2011-11-10
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种平头立铣刀铣削过程铣削力建模方法，用于解决现有的建模方法在进行平头立铣刀铣削力建模时，不能独立揭示侧刃的剪切效应、侧刃的犁切效应以及底刃的切削效应的技术问题。技术方案是通过常值铣削力系数建立三种切削机制和工艺几何参数的关联关系，并采用最小二乘法即可实现铣削力系数的标定，相比现有技术简化了铣削力系数的标定流程；既考虑了侧刃参与切削时的剪切效应和犁切效应对铣削力的影响，也考虑了底刃参与切削时的切削效应对铣削力的影响，克服了现有技术不能独立揭示侧刃剪切效应、侧刃犁切效应以及底刃切削效应这三种切削机制的不足。
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公开(公告)号：CN115156561B
公开(公告)日：2025-03-14
申请号：CN202210561002.2
申请日：2022-05-23
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种锯齿型切屑斜角切削过程中力学建模方法，特别涉及一种适用于难加工韧性金属及合金材料在铣削过程中的断裂韧性，屈服应力以及耗散的能量的建模方法。该方法首先将立铣刀切削刃沿着刀具轴线分割离散成无数个微元，把每一刀刃微元的切削都看成是一个斜角切削过程；然后对单个刀刃微元建立切屑生成过程中的切削力模型，并将斜角切削中的切削力、速度以及剪切应变都投影到垂直于切削刃的平面内，同时在刀尖处引入断裂韧性，再利用正交切削的理论和方法进行切削力分析，推导出能预测铣削过程中的断裂韧性和屈服应力的方程，然后利用断裂韧性计算出刀尖处材料断裂做的功，并基于能量守恒计算出锯齿之间材料断裂做的功。最后得到在铣削时锯齿型切屑生成过程中耗散的能量分布以及各个能量所占百分比。
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公开(公告)号：CN118194627A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410106255.X
申请日：2024-01-25
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种基于滑移线场的金属纯犁切过程切削力预测方法，属于机械加工技术领域。首先计算圆弧状切削刃与工件材料的接触长度和摩擦条件；然后基于滑移线场理论，构建纯犁切过程材料流动滑移线场；基于材料流动速度和方向，分析滑移线上各点的材料应变情况；基于材料本构模型和亨盖应力方程，计算滑移线上各处材料的应力；然后沿滑移线对应力进行积分，得到作用在各条滑移线上的切削力；最后将各条滑移线上的切削力转化到切削坐标系上，并进行累加，即得到纯犁切过程的切削力。本发明基于滑移线场理论，分析了金属纯犁切过程中的材料流动和应力特性，揭示了金属纯犁切过程切削力的生成机理，实现了金属纯犁切过程切削力的解析建模与理论预测。
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公开(公告)号：CN115639784B
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202211063038.4
申请日：2022-09-01
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B19/416
Abstract: 本发明涉及一种基于主轴转速正弦变化的进给速度规划方法，将规划的轨迹速度拆分为恒速限制部分及正弦限制部分，每个部分又分为加速段、恒定段及减速段，每个加速段与减速段又按加加速度的情形划分为加速度增加、恒定与减小三个区间；随后根据给定的每齿进给、加速度以及加加速度限制，结合主轴转速正弦变化的参数，计算每段轨迹规划的运动学限制以及该段轨迹的时间与位移；最后根据每段轨迹的情况，进行加加速度规划，根据得到的加加速度与时间的二次函数关系，通过积分依次得到加速度、速度、位移三者与时间的函数关系，完成三阶连续速度规划，从而在正弦运动稳定段实现每齿进给的充分利用，增大正弦限制部分的实际进给速度，减少加工时间。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117875129A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410108778.8
申请日：2024-01-25
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种基于滑移线场的金属切削剪切角预测方法，属于机械加工技术领域。首先将切削变形区分为剪切面、金属死区和犁切变形区三部分，构建直线滑移线场；基于材料流动速度和方向，分析滑移线上各点的材料应变情况；基于材料本构模型和亨盖应力方程，计算滑移线上各处材料的应力；然后沿滑移线对应力进行积分，得到作用在各条滑移线上的作用力；基于库伦摩擦定律和切屑受力平衡，分析切屑对剪切面的力学作用关系；基于最小能量原理，迭代求解剪切角和切削力，实现剪切角预测。
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公开(公告)号：CN114895566B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202210571818.3
申请日：2022-05-24
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本申请提供了一种采用传递矩阵缩减技术的铣削过程的颤振预测方法，包括以下步骤：建立再生效应的二自由度铣削系统的运动控制式；将所述运动控制式转化为状态空间形式方程；采用五点Gauss‑Legendre求积法则在对应时间区间内逼近所述状态空间形式方程的解的积分项；通过传递矩阵缩减技术降低传递矩阵的维数；通过Floquet理论确定颤振稳定性。本申请的技术方案，具有较高的计算精度和效率，利用五点Gauss‑Legendre求积法则来近似以积分方程形式表示的铣削系统运动方程，然后建立由转移矩阵表示的当前和前一个齿周期状态之间的离散动态映射。
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公开(公告)号：CN115859515A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211549593.8
申请日：2022-12-05
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种机械臂铣削稳定性预测方法，该方法首先将切削区域进行轴向区域划分；然后将所划分的静态切削区域与动态切削区域不等距离散成微元，计算出刀具微元与工件接触判断标准所需的窗函数与时滞系数；最后利用所都得到的动态切削力矩阵和铣削过程多时滞动力学模型稳定性求解，完成机械臂铣削稳定性预测。与所给文献相比，本发明将轴向低频振动与径向低频振动导致刀具‑工件的接触关系同时考虑进去建立稳定性预测方法，能解决机械臂铣削加工剧烈低频振动对加工过程的影响，提高弱刚度构型下机械臂铣削加工稳定性叶瓣图的预测精度。
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公开(公告)号：CN114895566A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210571818.3
申请日：2022-05-24
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本申请提供了一种采用传递矩阵缩减技术的铣削过程的颤振预测方法，包括以下步骤：建立再生效应的二自由度铣削系统的运动控制式；将所述运动控制式转化为状态空间形式方程；采用五点Gauss‑Legendre求积法则在对应时间区间内逼近所述状态空间形式方程的解的积分项；通过传递矩阵缩减技术降低传递矩阵的维数；通过Floquet理论确定颤振稳定性。本申请的技术方案，具有较高的计算精度和效率，利用五点Gauss‑Legendre求积法则来近似以积分方程形式表示的铣削系统运动方程，然后建立由转移矩阵表示的当前和前一个齿周期状态之间的离散动态映射。
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公开(公告)号：CN113400092B
公开(公告)日：2022-07-19
申请号：CN202110743438.9
申请日：2021-07-01
Applicant: 西北工业大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 本发明涉及一种考虑材料堆积的金属切削力预测方法，首先需要通过测量确定所用刀具的刀尖钝圆的半径；然后需要计算切削过程的理论瞬时未变形切屑厚度并计算切削力；利用计算得到的切削力与赫兹接触理论得到工件材料内部塑性变形区尺寸；计算切削过程前后工件在切宽方向变形量；依据体积不变原理，结合切削速度，材料堆积体积等于单位时间内流向刀尖的材料体积与宽展变形后流出刀尖的材料体积之差；将堆积材料形状简化为三角形，计算得到堆积高度，并将此刻的堆积高度作为下一时刻的切削深度补偿值，对下一时刻的理论瞬时未变形切屑厚度进行补偿，随后计算下一时刻的切削力、塑性变形区等，进行下一时刻的计算过程，直至切削过程结束。
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