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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种针对悬臂梁状弱刚度微车刀外圆车槽的车削工艺参数优化方法，涉及超精密弱刚度微槽车削领域，为解决现有技术中没有针对悬臂梁状弱刚度微车刀挠度变形引起的加工误差进行优化的问题。具体过程为：步骤一、分析出影响刀具挠度变形的切削力分量，建立该切削力分量的函数模型；步骤二、根据切削力分量函数模型建立挠度变形的函数模型；步骤三、根据挠度变形函数模型建立实际进给距离的函数模型；步骤四、根据实际进给距离函数模型代入挠度变形的函数模型中进行循环计算，求得最终实际进给距离的函数模型；步骤五、根据最终实际进给距离的函数模型，建立槽深误差的函数模型，通过分析各参数对槽深误差的影响规律对各参数进行优选。

主权项：1.一种针对悬臂梁状弱刚度微车刀外圆车槽的车削工艺参数优化方法，其特征在于针对悬臂梁状弱刚度刀具车削微小构件表面环形微槽时因挠度变形引起的加工误差，采用多元函数对加工误差进行参数表征，通过最小化误差对加工参数进行优化，具体过程为：步骤一、对悬臂梁状弱刚度刀具车削微小尺度构件表面微槽时进行受力分析，分析得出影响刀具挠度变形的切削力分量，分别确定该切削力分量、切削力系数和切屑比率的函数关系，结合三个函数关系建立该切削力分量与切削速度、切削深度、刀具前角和刀具宽度的函数模型；对悬臂梁状弱刚度刀具车削微小尺度构件表面微槽时进行受力分析，分析得出刀具在车削过程中的切削力可分解为切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fa，其中引起刀具发生挠度变形的切削力分量为切向力Ft；切向力Ft为切向切削力系数、切削深度和刀具宽度的函数，具体表达式为：Ft＝Ktc×h×b1式中，Ktc为切削力系数，h为切削深度，b为刀具宽度；切削力系数为切削速度、切削深度、刀具前角和切屑比率的函数，具体表达式为： 式中，γn刀具前角，v为切削速度mmin，h为切屑深度μm，r为切屑比率，bg为伯格矢量，a为经验常数，G为工件材料剪切模量，A,B,C均为Johnson-Cook本构模型的材料常数，具体A为屈服应力，B为应变强化参数，C为经验性应变率敏感系数，为参考应变率，βm为材料常数尺寸效应；切屑比率为切削速度和切削深度的函数，具体表达式为：r＝cr-kr1*v+kr2*kr3^h3式中cr为基础切屑比率常数，kr1为切削速度关于切屑比率的比例因子，kr2为切屑比率关于切削深度的指数渐进模型中斜率因子，kr3为切屑比率关于切削深度的指数渐进模型中底数因子；结合公式1、2和3建立切向力Ft的函数模型，切向力为切削速度、切屑深度、刀具前角和刀具宽度的函数，具体表达式为： 步骤二、根据步骤一得到的切削力分量函数模型建立挠度变形的函数模型；步骤三、根据步骤二得到的挠度变形函数模型建立车削过程中的实际进给距离的函数模型；步骤四、根据步骤三得到的实际进给距离函数模型代入步骤二中挠度变形的函数模型中进行循环计算，至时间为加工时间时，停止循环计算，求得最终实际进给距离的函数模型；步骤五、根据步骤四求得的最终实际进给距离的函数模型，建立槽深误差的函数模型，求得槽深误差与工件回转速度、切削深度、刀具前角的函数模型，通过分析各参数对槽深误差的影响规律对各参数进行优选。

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