专利名称：一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于振动测试技术领域，具体涉及一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法及系统。
背景技术：
随着航空、汽车、模具领域中高速加工技术的广泛应用，机械加工对于加工效率、金属去除率的要求越来越高。然而在高速加工中由于机床再生颤振会造成刀具的振动、严重影响加工质量和刀具寿命，限制了主轴转速的提高。理论预测颤振以及采用安全可靠地加工工艺参数进行加工具有重要意义。当前的研究表明颤振的发生与刀具刀尖点频响函数和主轴转速有关。刀尖点在固有频率处的幅值响应与机床抵抗颤振的能力有直接关系。刀尖点在固有频率处的幅值响应与机床抵抗颤振的能力有直接关系。刀尖点位移导纳函数表征了刀尖在不同频率激励下的幅值响应和相位特性。因此，刀尖点位移导纳函数是机床动态特性的一个重要特征。设作用于振动系统的激励信号为x(t)，振动系统对激励的响应信号是y(t)，则位移导纳是:..., Υ{ο.
权利要求
1.一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法，其特征在于:包括如下步骤:步骤1:将长度为1、直径和材料与待测试刀具相同的测试杆安装进刀柄，测试杆安装刀柄的一端为测试杆的前端，另一端为测试杆的末端，将测试杆的刀尖点记为2b ； 步骤2:在测试杆的末端一侧粘贴加速度传感器，并用力锤对测试杆的前端进行激励；步骤3:采集力锤的信号和加速度传感器的信号，并通过计算机对力锤的信号和加速度传感器的信号进行分析获得刀柄末端的加速度导纳； 步骤4:对获得的测试杆的加速度导纳进行积分，获得刀柄末端的位移导纳矩阵元素^-2b2b ; 刀具的i点位移导纳矩阵Ru ；
2.如权利要求1所述的加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法所采用的加工中心刀尖点位移导纳 软测量系统，包括刀具，其特征在于:还包括测试杆、加速度传感器、力锤、数据采集卡和计算机； 所述测试杆或刀具安装于加工中心刀柄上，加速度传感器粘贴于测试杆末端一侧或刀具末端一侧，力锤的信号输出端、加速度传感器的输出端均通过数据采集卡连接至计算机。
3.根据权利要求2所述的加工中心刀尖点位移导纳软测量系统，其特征在于:所述力锤用于对刀具的前端或者测试杆的前端进行激励。
全文摘要
本发明提供一种加工中心的刀具刀尖点位移导纳的软测量方法及系统，属于振动测试技术领域，采用试验测试与有限元分析相结合，对加工中心所安装的不同几何特征的刀具进行刀尖点位移导纳的软测量。本发明避免直接测试p2b2b和n2b2b，而是通过容易测试的量H11和H12求解p2b2b和n2b2b，减少了实验测试的次数，通过几次测试即可理论预测加工中心刀库中所有刀具安装后刀尖点位移导纳，极大地降低了测试成本和费用，不需要对主轴-刀柄进行精确建模，避免在建模过程中的误差和参数辨识过程中的误差导致的预测结果不可信，在工程应用时可操作性强。本发明能够在一次测试之后进行多次理论预测，所获得的刀尖点位移导纳是预测颤振的依据，可以进行铣削加工颤振预测。
文档编号G01H15/00GK103217212SQ20131012949
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者刘宇, 张义民, 李常有, 朱丽莎 申请人:东北大学