(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 202210807766.5 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 常州工学院 地址 213031 江苏省常州市新北区辽河路 666号 (72)发明人 王奇　虞泉　沈彬　宋前双　 冯斌惠　肖蜀君　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于功率信号的钻削过程刀具磨损预 测方法 (57)摘要 本发明涉及刀具磨损预测方法， 特别涉及一 种基于功率信号的钻削过程刀具磨损预测方法； 通过该方法可以实现对钻削过程中的钻头磨损 进行有效预测； 包括如下步骤： 步骤一、 选用全新 的钻头进行连续钻孔加工， 测量并记录钻削每个 的功率信号和钻削每个孔后的钻头磨损量VB(1, 2,…,n)， 步骤二、 通过步骤一获得的数据， 可以 计算任意两孔之间总功耗的变化量， 步骤三、 通 过步骤二的理论模型， 步骤四、 对钻削过程中的 功率信号进行采集， 通过步骤三的钻头磨损模型 实现对钻削过程中的钻头磨损进行预测； 该方法 基于钻削过程中的功率信号来预测钻头磨损量。 该方法简单易行， 无需昂贵的监测仪器设备， 并 且对钻削工程钻头磨损量预测有较强的适用性。 权利要求书2页 说明书3页 CN 115358044 A 2022.11.18 CN 115358044 A 1.一种基于功率信号的钻削过程刀具磨损预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 选用全新的钻头进行连续钻孔加工， 测量并记录钻削每个的功率信号和钻削 每个孔后的钻头磨损量VB(1,2, …,n)， 钻削加工单个孔的总功耗可以表示 为： 其中， 表示钻削第i个孔的总功耗， Pidle表示空转功耗， C0表示机床功耗特性系数， 表示钻削第i个孔的切削功耗； 步骤二、 通过步骤一获得的数据， 可以计算任意两孔之间总功耗的变化量， 其可以表示 为： 其中， 表示钻削第i到第 j个孔机床的总功 耗的变化量， 表示钻削第 j个孔的 总功耗， 表示钻削第i个孔的总功耗； 公式(1)代入公式(2)可简化表示 为： 其中， 表示钻削第i到第j个孔的切削功耗的变化 量； 钻削第i到第j个孔的切削功耗的变化 量 可以表示 为： 其中， ΔKtw为钻头磨损系数， b为切削刃长度， V为切削速度； 钻头磨损系数ΔKtw可以表示 为： ΔKtw＝k1VB+k2    (5) 其中， k1， k2为磨损力系数ΔKtw模型的系数， VB为钻头磨损量； 步骤三、 通过步骤二的理论模型， 将公式(3)(4)(5)代入公式(2)， 获得钻头磨损量VB的 表达式为： 步骤四、 对钻削过程中的功率信号进行采集， 通过步骤三的钻头磨损模型实现对钻削 过程中的钻头磨损进行 预测。 2.如权利要求1所述的基于功率信号的钻削过程刀具磨损预测方法， 其特征在于， 所述 钻头可以采用钻削高温合金GH4169， 刀具 是直径为10m m的麻花钻， 钻头切削刃长度b＝3m m。 3.如权利要求1所述的基于功率信号的钻削过程刀具磨损预测方法， 其特征在于， 机床 可以采用数控加工中心Y HVT850Z。 4.如权利要求2所述的基于功率信号的钻削过程刀具磨损预测方法， 其特征在于， 采集 实验数据并标定模型系数， 其中k1＝0.5571， k2＝‑7.6583， C0＝0.1336， 获得钻头磨损的预 测模型为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358044 A 2权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358044 A 3