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专利号: 2021110206320
申请人: 重庆科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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%。