(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111622966.5 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 姜彬　李伟恒　赵培轶　王成基　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市晨晟知识产权代理 有限公司 23219 专利代理师 刘坤 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种方肩铣刀刀齿副后刀面摩擦系数动态 特性解算方法 (57)摘要 一种方肩铣刀刀齿副后刀面摩擦系数动态 特性解算方法， 属于铣刀加工技术领域。 本发明 包括铣刀刀齿副后刀面面积单元解算方法； 求解 铣刀刀齿副后刀面面积单元摩 擦速度； 铣刀刀齿 副后刀面热力耦合场特征参数提取方法； 构建铣 刀刀齿副后刀面瞬时摩擦能耗分布 函数； 铣刀刀 齿副后刀面累积摩擦能耗验证方法； 铣刀刀齿副 后刀面瞬时摩擦系数及瞬时摩 擦应力解算方法。 目的是为了解决提出一种方肩铣刀刀齿副后刀 面摩擦系数动态特性解算方法的问题， 通过构建 刀齿副后刀面面积单元并给出具体解算方法并 基于原子界面理论提出一种 能够有效表征瞬时 摩擦特征参数的解算方法， 并在面积单元上构建 精确的摩擦特征点处的摩擦速度的分布函数与 法向应力分布函数。 权利要求书8页 说明书21页 附图14页 CN 114580090 A 2022.06.03 CN 114580090 A 1.一种方肩铣刀 刀齿副后刀面摩擦系数动态特性 解算方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 铣刀 刀齿副后刀面 面积单元解算方法； 步骤2， 基于步骤1， 求 解铣刀刀齿副后刀面 面积单元摩擦速度； 步骤3， 铣刀 刀齿副后刀面热力耦合场特 征参数提取 方法； 步骤4， 构建铣刀 刀齿副后刀面瞬时摩擦能耗分布函数； 步骤5， 铣刀 刀齿副后刀面累积摩擦能耗验证方法； 步骤6， 铣刀 刀齿副后刀面瞬时摩擦系数及瞬时摩擦应力解 算方法。 2.根据权利要求1所述的一种方肩铣刀刀齿副后刀面摩擦系数动态特性解算方法， 其 特征在于， 所述 步骤1包括： 铣刀轴向径向误差测量方法： Δri＝rmax‑ri(i＝1,2···m)        (1) 其中， Δri为第i个刀齿的径向误差， ri为铣刀第i个刀齿刀尖点的回转半径， 其中， i＝ 1,2,3， rmax为铣刀三个刀齿刀尖点的最大回转半径； 轴向误差计算方法如下： Δzi＝l1‑li(i＝1,2···m)        (2) 其中， Δzi为第i个刀齿的轴向误差， l1为铣刀最低点到端面距离， li为第i个刀齿最低 点到端面距离； 刀齿i坐标系oi‑aibici与铣刀结构坐标系Os‑XYZ的旋转矩阵I1、 平移矩阵M1分别为： 其中 为第i个刀齿瞬时位置角； 铣刀结构坐标系Os‑XYZ与振动作用下的铣刀切削坐标系Oc‑UVW的瞬时旋转矩阵I2为: 其中， 为V轴与Y轴在UVW平面内的瞬时夹角： 式中， 为铣刀初始切入时刻， 即t＝0时刻V轴与Y轴在UVW平面内的夹角， 即： 其中ae为切削宽度； 振动作用下的铣刀切削坐标系Oc‑UVW与无振动作用下的铣刀切削坐标系o0‑uvw的瞬时 旋转矩阵I3、 I4， 瞬时平移矩阵M2分别为：权　利　要　求　书 1/8 页 2 CN 114580090 A 2其中， θ1(t)为W轴在在v o0w平面上的投影与w轴的瞬 时夹角， θ2(t)为W轴在uo0w面的投影 与w轴的瞬时夹角， Ax(t)、 Ay(t)、 Az(t)分别为 铣刀沿x、 y、 z轴方向的振动位移； 无振动作用下的铣刀切削坐标系o0‑uvw与工件坐标系o ‑xyz的瞬时平 移矩阵M3为： 式中， xo0(t),yo0(t),zo0(t)为无振动作用下的铣刀切削坐标系坐标原点oo在工件坐标 系o‑xyz中的瞬时位置坐标； 其中， vf为铣刀进给速度， L0为工件的长， W0为工件的宽， H0为工件的高， ap为工件的切削 深度； 振动作用下铣刀中心点轨迹Oc(x,y,z)、 铣刀姿态角 θ(t)、 铣刀方向角 θ'(t)等变量具体 求解方法如下： (1)振动作用下的铣刀切削坐标系Oc‑UVW坐标原点的运动轨 迹Oc(x， y， z)为： Oc(x,y,z)＝[x,y,z,1]T＝M3·[Ax(t),Ay(t),Az(t),1]T     (11) (2)W轴与w轴的瞬时夹角 θ(t)为： 其中， θ(t)为 铣刀瞬时姿态角； l 为铣刀悬申量长度； (3)其中， W轴分别在vo0w面、 uo0w面的投影与w轴的夹角为： (4)θ'(t)为 W轴在uo0w平面上的投影与v轴之间的夹角， 解 算如下式：权　利　要　求　书 2/8 页 3 CN 114580090 A 3