1.一种基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法,其特征在于按以下步骤进行:
步骤一、确定被考察状态信息
获取刀具已使用过的最大背吃刀量αp‑max;
设定拟考察工况下的切削用量:切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fg;
步骤二、规划试切试验
根据被考察状态设计三组试切试验,每组试切试验包括6次试切;
第一组试切试验设定刀具的切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fi;
第二组试切试验设定刀具的切削速度为vcg,背吃刀量为αp‑un,进给量为fi;
第三组试切试验设定刀具的切削速度为vcg,背吃刀量为αp‑un+Δαp,进给量为fi;
其中,i=1,2,3,4,5,6,fi=f1,f2,...,f6;且f1,f2,...,f6按照由小到大的等差数列构建,f1=f6/6,fg∈fi,αp‑un>αpg,αp‑un≥αp‑max,Δαp>0;
如果αpg≥αp‑max,则依次进行第一、第二共两组试切试验,并使αp‑un=αpg+Δαp;
如果αpg<αp‑max,则依次进行第一、第二、第三共三组试切试验;
步骤三、试切并记录信号数据
按照步骤二的设定,对刀具进行2组或3组试切,并按顺序记录每次试切的反馈信号,依次记录为:
第一组试切试验信号数组A=(A1,A2,...,A6);
第二组试切试验信号数组B=(B1,B2,...,B6);
第三组试切试验信号数组C=(C1,C2,...,C6);
被考察状态(vcg,αpg,fg)对应的信号为Ag,Ag∈A;
步骤四、估算试切时后刀面绝对消耗Eb;
首先,在每组信号数组的基础上,分别构建信号差值数组ΔA、ΔB、ΔC;ΔA=(ΔA2,ΔA3,…,ΔA6)=((A2‑A1),(A3‑A2),…,(A6‑A5));ΔB=(ΔB2,ΔB3,…,ΔB6)=((B2‑B1),(B3‑B2),…,(B6‑B5));
ΔC=(ΔC2,ΔC3,…,ΔC6)=((C2‑C1),(C3‑C2),…,(C6‑C5));
其次,分别拟合信号差值ΔAi、ΔBi、ΔCi与fi的关系:ΔAi=GA(fi);
ΔBi=GB(fi);
ΔCi=GC(fi);
再次,根据拟合关系求得在进行第一组、第二组、第三组试切试验时所述刀具分别对应的后刀面绝对消耗Eb‑A,Eb‑B和Eb‑C;
Eb‑A=A1‑ΔA1=A1‑GA(f1);
Eb‑B=B1‑ΔB1=B1‑GB(f1);
Eb‑C=C1‑ΔC1=C1‑GC(f1);
步骤五、计算后刀面固有消耗Eb0;
同一磨损状态下,后刀面绝对消耗为Eb,后刀面固有消耗为Eb0,后刀面额外消耗为ΔE;
Eb=Eb0+ΔE;
背吃刀量变化Δαp段的后刀面绝对消耗为 对应的后刀面固有消耗为对应的后刀面额外消耗为
将 视为零,即 则有:
对于进行第一、第二共两组试切试验的:对于进行第一、第二、第三共两组试切试验的:则任意背吃刀量αp下刀具后刀面固有消耗为 按下式计算:所述刀具在切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fg的被考察状态下,其对应的后刀面绝对消耗为Eb‑A;
所述刀具在切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fg的被考察状态下,其对应的后刀面固有消耗为
步骤六、确定所述刀具在被考察状态下的磨损状态所述刀具在切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fg的被考察状态下,相对于新刀,其信号的绝对变化量即为后刀面绝对额外消耗ΔEA;
所述刀具在切削速度为vcg,背吃刀量为αpg,进给量为fg的被考察状态下,相对于新刀,其信号的相对变化量即为后刀面相对额外消耗c%;
所述刀具相对于新刀,其后刀面的绝对磨损变化量为M1,相对磨损变化量为M2;利用ΔEA和c%用分别表征M1、M2;
M1=F(ΔEA);
M2=F(c%)。
2.根据权利要求1所述的基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法,其特征在于:所述反馈信号为切削力信号、切削功率信号和电流信号中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法,其特征在于:所述步骤四中,
其中,KA、KB、KC是拟合的系数,bA、bB、bC是拟合的指数,其根据测得的反馈信号和对应的进给量求得。
4.根据权利要求1所述的基于变进给量试切的刀具后刀面磨损状态确定方法,其特征在于:
M1=ΔEA;
M2=c%。