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方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法研究

毛一砚 姜振喜 朱绍维 刘宽 赵中刚

毛一砚, 姜振喜, 朱绍维, 刘宽, 赵中刚. 方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 78-83. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.012
引用本文: 毛一砚, 姜振喜, 朱绍维, 刘宽, 赵中刚. 方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 78-83. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.012
MAO Yiyan, JIANG Zhenxi, ZHU Shaowei, LIU Kuan, ZHAO Zhonggang. Research on the algorithm for recognizing chipping of square shoulder milling cutter machining the webs of titanium alloy[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 78-83. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.012
Citation: MAO Yiyan, JIANG Zhenxi, ZHU Shaowei, LIU Kuan, ZHAO Zhonggang. Research on the algorithm for recognizing chipping of square shoulder milling cutter machining the webs of titanium alloy[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 78-83. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.012

方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.012
基金项目: 国家重点研发计划(2019YFB1704800)
详细信息
    作者简介:

    毛一砚,男,1993年生,工学硕士,从事数字化加工相关技术工作。E-mail:yiyanmao@foxmail.com

    通讯作者:

    毛一砚,男,1993年生,工学硕士,从事数字化加工相关技术工作。E-mail:yiyanmao@foxmail.com

  • 中图分类号: TG714

Research on the algorithm for recognizing chipping of square shoulder milling cutter machining the webs of titanium alloy

  • 摘要: 为实现钛合金航空结构件切削加工过程中方肩铣刀崩刃异常的有效识别,提出了一种铣削腹板工况下的方肩铣刀崩刃识别算法。通过搭建方肩铣刀崩刃铣削试验平台,设计了崩刃铣削试验方案,通过开展试验分别得到了试验刀片完好状态和崩刃状态下的XYZ向振动数据,通过空转振动信号幅值干扰情况选取了Y向和Z向振动数据进行每转均方根值的移动平均值计算,依据曲线差异选择了Y向数据进行特征值计算,并择优选取了3项特征值作为SVM模型分类训练输入,通过以其中2项特征值为输入得到了SVM训练模型,最后以验证刀片在同样工况下的振动数据为识别输入,成功验证了该SVM模型在方肩铣刀铣削钛合金腹板崩刃识别算法中的可靠性,其平均预测准确率达97%以上。

     

  • 图  1  RAMBAUDI五轴立式加工中心

    图  2  振动数据采集系统

    图  3  Walter方肩可转位刀片

    图  4  钛合金试切模型与刀轨

    图  5  前、后刀面崩刃形貌

    图  6  频谱空转信号

    图  7  每转均方根值的移动平均值曲线

    图  8  Y向最大值曲线

    图  9  Y向均值曲线

    图  10  Y向标准差曲线

    图  11  Y向偏差曲线

    图  12  Y向峭度曲线

    图  13  SVM模型准确度测试结果

    图  14  第2枚刀片前、后刀面磨损形貌

    表  1  切削参数

    主轴转速
    n/(r/min)
    进给速度
    f/(mm/min)
    切削宽度
    ae /mm
    切削深度
    ap /mm
    850120102
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    表  2  5项特征值及其表达式

    特征值表达式
    最大值(maximum)$ {x_{\max }} = \max \left( {{x_i}} \right) $
    均值(mean)$\mu = \dfrac{1}{n} \cdot \displaystyle{\sum\limits_{i = 1}^n }{ {x_i} }$
    标准差(standard deviation)$\sigma = \sqrt {\dfrac{1}{n} \cdot \displaystyle{\sum\limits_{i = 1}^n }{ { {\left( { {x_i} - \mu } \right)}^2} } }$
    偏差(skewness)$S = \dfrac{1}{n} \cdot \displaystyle{\sum\limits_{i = 1}^n} {\dfrac{ { { {\left( { {x_i} - \mu } \right)}^3} } }{ { {\sigma ^3} } } }$
    峭度(kurtosis)$K = \dfrac{1}{n} \cdot \displaystyle{\sum\limits_{i = 1}^n} {\dfrac{ { { {\left( { {x_i} - \mu } \right)}^4} } }{ { {\sigma ^4} } } }$
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-27
  • 录用日期:  2022-05-11
  • 网络出版日期:  2022-10-28

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