(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 202210235473.4 (22)申请日 2022.03.11 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 蒙臻　韦一凡　贺叶诚　倪敬　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 陈炜 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面 质量评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于切屑弯曲程度测量 的拉削加工面质量评估 方法。 该评估 方法的过程 为： 一、 收集拉削过程中的切屑， 并进行边缘提 取， 得到切屑的边缘特征曲线。 二、 在步骤一所得 的边缘特征曲线上提取多个特征点。 三、 测量各 特征点到边缘特征曲线起点的距离L和曲线长度 S。 四、 对测得的各特征点对应的距离L和曲线长 度S进行二次函数拟合， 得到切屑形态特征曲线。 五、 取切屑形态特征曲线的最高点对应的距离作 为特征高度h。 将特征高度h代入预先拟合得到的 表面粗糙度 ‑特征高度关系函数， 得到产生该切 削时拉削加工面上的表面粗糙度。 本发明的直接 测量对象为拉削中产生的切屑， 故在工件未完成 加工时即可实现对工件加工表面质量的实时评 估。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114662876 A 2022.06.24 CN 114662876 A 1.一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤一、 收集拉削过程中的切屑， 并进行边 缘提取， 得到切屑的边 缘特征曲线； 步骤二、 在步骤一所 得的边缘特征曲线上提取多个特 征点； 步骤三、 测量各 特征点到边 缘特征曲线起 点的距离L和曲线长度S； 步骤四、 对测得的各特征点对应的距离L和曲线长度S进行二次函数拟合， 得到切屑形 态特征曲线； 步骤五、 取切屑形态特征曲线的最高点对应的距离作为特征高度h； 将特征高度h代入 预先拟合得到的表面粗糙度 ‑特征高度关系函数， 得到产生该切削时拉削加工面上 的表面 粗糙度。 2.根据权利要求1所述的一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方法， 其 特征在于： 步骤五中所述的表面粗糙度 ‑特征高度关系函数为线性方程， 其获取过程为： 在 多种不同的加工环境下对相同的工件进行拉削， 并分别收集切屑， 测量加工面的表面粗糙 度Ra； 利用切屑提取出特征高度h； 对 所得的表 面粗糙度Ra与特征高度h进 行拟合， 得到表 面 粗糙度‑特征高度关系函数。 3.根据权利要求1所述的一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方法， 其 特征在于： 步骤二中， 通过对边 缘特征曲线进行以起 点为圆心的等角度分段 得到。 4.根据权利要求1所述的一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方法， 其 特征在于： 通过收集切屑并计算表面粗糙度， 在拉削作业不停止的情况下， 对拉削加工面的 表面粗糙度进行监控， 当加工面的表面 粗糙度出现异常时， 进行 换刀或调整加工参数。 5.根据权利要求1所述的一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方法， 其 特征在于： 步骤二中， 提取特征点的具体过程为： 过边缘特征曲线的起点， 延伸出一条与边 缘特征曲线相切的起始线， 以起点为圆心， 将起始线沿切削产生方向旋转， 每旋转θ角度， 取 起始线与边缘特征曲线的交点为一个特征点， 直到起始线旋转至边缘特征曲线的终点或旋 转角度达 到270°； 其中， 15 °≤θ ≤45°。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114662876 A 2一种基于切屑弯曲程度测量的拉削加工面质量评估方 法 技术领域 [0001]本发明属于拉削加工表面质量评估领域， 特别是涉及一种基于切屑弯曲程度测量 的拉削 加工面质量评估方法。 背景技术 [0002]拉削加工技术具有加工精度高、 加工范围广、 生产效率高和操作简单等优点， 被广 泛应 用于海洋装备、 汽车零部件、 航空航天器械和核工业等高精度加工制造领域。 然而由 于全球 工业市场竞争的日趋激烈， 产品越来越复杂， 对加工质量要求越来越高， 关键部件 的高精化 标准逐渐升高。 当前拉削工件表面加工质量主要通过表 面粗糙度进 行评价。 表 面 粗糙度的常  见测试方法包括接触式测量方法和非接触式测量方法。 接触法又称作触针法， 是指通过使用  触针表面轮廓仪在一个方向上接触被测表面， 将位移信号转化为电信号记 性微观尺度的精确  测量； 非接触式方法又分为光学测量法和电子测量法。 光学测量法仪器 较为昂贵， 测量效率  较低， 单次测量面积较小； 电子测量法是在工件表面进行非接触的相 对运动， 通过电容传感  器的反馈信号代表电极直径覆盖下工件表 面的形貌信息， 测量效率 较低； 上述的测量方法测  量效率都比较低， 在加工过程中需要的评估时间都较长， 且难以 在拉削作业的同时测量加工  面表面粗糙度。 拉削过程中， 切屑形态与切削热紧密相关。 在 拉削过程中， 切屑会不断吸收  切削热， 吸收切削热越多， 切屑温度越高， 塑性变形能力越 强， 形态越卷曲。 且相较于 工件 加工表面质量的测量， 切屑形态的测量观察更为方便 。 [0003]当前对切削工艺加工质量评估的研究也有很多， 公开号CN113770805A提出了一种 基于 刀具参数和材料参数的车削表 面粗糙度预测方法， 通过测量车削刀具波纹度、 刀尖圆 弧半径 和切削刃钝圆半径等刀具参数， 硬度和弹性模型等材料参数， 计算刀具切削刃轮廓 对应的表  面粗糙度分量和塑性侧 流等对应的表面粗糙度分量； 最后将各表面粗糙度分量 和非确定性表  面粗糙度分量综合， 对车削加工表面粗糙度进行精确预测。 公开号 CN106407669A提出一种  切削加工表面粗糙度的预测方法， 通过选取一部分变量参数和对 应的表面粗糙度确定出变量  概率分布函数， 并将Copula最优函数和 变量概率分布函数合 成， 推导出基于变量参数的表面  粗糙度条件概率分布函数， 进行局部相关性分析， 校正预 测模型， 对表面粗糙度进行评估。  从以上公开号可以看出， 对加工表面质量的评估方法受 很多研究者注意， 但是 上述研究都没  有注意到切屑形态与加工表面质量的关联。 [0004]随着机械加工自动化程度的提高， 对表面粗糙度在线测量提出了越来越高的要 求。 在工 业生产的许多领域中， 为了节省能源和材料、 避免或减少零件在加工过程中的废 品率、 监测  加工过程、 提高产品质量等， 都要求不能损坏 被检表面， 并且需要在加工过程中 实时监测表  面质量。 加工中零件表 面粗糙度的实时检测， 可以帮助工作人员随时掌握加工 过程中零件表  面的质量状况， 并调整相应加工工艺参数控制零件表面质量， 保证其质量达 到预期目标， 因  此加工中零件表面粗糙度的实时检测更具重要意义。 除此之外， 实时获取 加工表面粗糙度可  反映部分刀具磨损状况也便于操作工人及时换刀， 保证加工的连续性 以及加工质量。说　明　书 1/5 页 3 CN 114662876 A 3