本技术领域涉及薄壁件加工系统动力学参数辨识,旨在提供一种曲面薄壁件侧铣加工时变动力学参数的计算方法。该方法通过步骤1导入工件模型,对基体和材料去除体进行差异化处理,实现侧铣加工过程中动力学参数的精确计算,以优化加工过程,提高加工效率和质量。
背景技术
对薄壁件在侧铣过程中的动力学参数进行辨识有利于获取薄壁件随材料去除的结构时变振动特性,可以帮助工艺人员确定加工过程中每个刀位处工件的固有频率和模态振型,进而对工艺过程进行动力学优化设计,避免颤振现象发生。目前,对加工过程中的薄壁件进行动力学参数辨识主要通过实验测试和有限元数值计算实现。
基于力锤敲击的实验测试方法,由于具有建模简单、执行方便等优点,得到了广泛的应用,已成为一类非常成熟的结构动力学参数辨识方法。然而采用实验测试方法辨识切削过程中的薄壁件模态参数,需要在大量刀位处开展力锤敲击实验,因此机床必须重复启停,不但消耗大量时间,敲击位置精度即振型获取位置也难以保障,特别是针对面形更加复杂的曲面薄壁零件,单纯基于实验测试方法获取加工过程中的模态参数,显然不是最优选择。
文献1“Tuysuz,O.;Altintas,Y.FrequencyDomain Updating of Thin-WalledWorkpiece Dynamics Using Reduced Order Substructuring Method inMachining.J.Manuf.Sci.Eng.2017,139,071013.”采用计算效率高的降阶动态子结构方法,将大型结构系统分解为较小的子系统以简化问题,添加具有相反动力学的虚拟子结构来消除被移除材料对工件动力学的影响,从而更加快速求解薄壁工件在加工过程中的动力学参数。申请专利号为201810376359.7的发明专利公开了一种铣削过程工件动力学参数的快速获取方法,该方法主要通过自由度缩减和矩阵降维来获取工件时变动力学参数,能够快速获取工件的动力学参数。
以上文献和专利专注于零件本身的结构特性和材料属性,在有限元模态分析过程中提高了动力学参数的计算效率,但没有考虑加工刀具的路径信息,不能直接输出指定刀位处的动力学参数。因此还需依靠附近节点遍历寻找及振型值加权计算的传统方法来获取较为精确的动力学参数。
实现思路