图4-13 正交表与测试数据及其处理结果5.实验数据的获取按切削实验表中的方案进行切削实验，通过测试系统分别得到温度值，数据见图4-13。......
2023-06-27
建模车削力的优化方案
【摘要】：图4-7 编码表正交表与测试数据及其处理结果5.实验数据的获取按切削实验表中的方案进行切削实验，通过测试系统分别得到Fx、Fy和Fz三个方向切削力的值，测试模拟信号见图4-8，数据见图4-7。
1.车削时切削力的经验公式
切削力的经验公式能较好地反映切削过程中各因素对切削力的影响规律，计算结果也更接近实验数值，因此应用广泛。车外圆时，切削力的公式形式为
式中，ap是切削深度；f是进给量；v是切削速度；Fx、Fy和Fz分别是刀具在x、y和z三个方向的切削分力；CFx、CFy、CFz是系数；xFz、yFz、zFz、xFy、yFy、zFy、xFx、yFx、zFx是指数；KFz、KFy、KFx是修正系数，与工件材料、刀具的几何角度和结构相关。
2.确定因子的变化范围
由上述切削力经验公式可看出，影响切削力的三个要素分别是切削深度、进给量和切削速度。由于加工难加工材料受到工艺装备、设备等多方面条件的制约，所以本书数据在生产现场收集或由技术人员提供。选定的切削用量各数据见表4-3，每个因素选取四个水平。为了更快捷地处理实验数据，这里针对正交实验数据处理过程，编制程序进行了各阶段的辅助设计。
表4-3 三因素实验水平的选取
3.各因子的水平编码
分别通过线性变换
Z1=（lgap+0.43）/0.03 （4-21）
Z2=（lgf+0.48）/0.04 （4-22）
Z3=（lgv-1.49）/0.06 （4-23）
可以对三个因素取对数得到四水平的编码。程序自动计算得到各因素的零水平、区间值以及四水平的编码表，见图4-6。
图4-6 编码表
4.正交表的选择
采用L16（45）正交表，并以此表安排实验，见图4-7。
图4-7 编码表正交表与测试数据及其处理结果
5.实验数据的获取
按切削实验表中的方案进行切削实验，通过测试系统分别得到Fx、Fy和Fz三个方向切削力的值，测试模拟信号见图4-8，数据见图4-7。
图4-8 测试模拟信号
6.实验结果与分析
使用最小二乘法对实验数据进行统计处理后，得到切削力与各切削用量的线性回归模型：
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