基于 Windows98 的铣削力数据处理软件的设计

  1 引言

铣削是应用广泛的切削加工方法。对铣削力进行测试和研究，可为新材料、新刀具和新
工艺的开发与应用提供科学的理论依据和合理的加工参数。但是，铣削力试验数据的处
理过程烦琐，计算量大，采用手工数据处理极易出错，且得出的经验公式精度不高。随
着工控机主频和内存容量的不断提高，开发适合现场使用、自动化程度较高的铣削力试
验数据处理软件已成为铣削力试验研究的必然要求。为此，我们选用 Visual C++ 6.0 作
为编程工具，采用正交设计原理设计试验方案，开发了基于 Windows 98 的铣削力试验
数据处理软件。该软件采用多元回归分析法对测试数据进行处理，可实时计算出多因素
铣削力经验公式中反映铣削力与工艺参数之间关系的系数和指数，并可在试验现场进

 

行回归方程的显著性检验和失拟检验。 2 

 

铣削力试验数据处理原理与步骤

 

回归方程的建立

 

由金属切削原理可知，铣削力与铣削用量的经验公式为

Fe/z=CFeaek1 d0k2 fzk3 apk4

(1)

式中：Fe——铣削力在横向进给方向上的分力(N)
z——铣刀齿数
CFe——Fe 铣削分力公式的系数
ae——铣削宽度(mm)
d0——铣刀直径(mm)
fz——每齿进给量(mm/z)
ap——铣削深度(mm)
k1、k2、k3、k4——待定参数
将式(1)两边取对数，可得
ln(Fe/z)=lnCFe+k1lnae+k2lnd0+k3lnfz+k4lnap
设：y=ln(Fe/z)，k=lnCFe，z1=lnae，z2=lnd0，z3=lnfz，z4=lnap

 

。可得方程式

y=k+k1z1+k2z2+k3z3+k4z4
此方程为 y 对 z1、z2、z3、z4 的线性方程，可利用多元线性回归分析法进行处理。若进行
N 次试验，则第 i 次试验的数据为 yi、z1i、z2i、z3i、z4i( i=1，2

…

， ，N)。

设 k^、k^1、k^2、k^3、k^ 4 分别为参数 k、k1、k2、k3、k4 的最小二乘估计，则上式的回归方

 

程为

y^=k^+k^1 z1+k^2z2+k^3z3+k^4z4

(2)

2 

 

各因素水平确定与编码

若上述四个因素的变化范围分别为 aemin～aemax、d0min～d0max、fzmax～fzmin、apmin
～apmax，通过线性变换，可用不同的无量纲编码代替因素的不同水平，以简化计算。
设 因 素 的 上 下 水 平 为 zjmax 、 zjmin ； 零 水 平 为 zj0=(zjmax+zjmin)/2 ； 变 化 区 间 为
∆j=(zjmax-zjmin)/2，则相应的无量纲编码为 xj=(zj-zj0)/∆j。这样就建立了因素 zj 与编码
值 xj 的一一对应关系，因此，y 对 z1、z2、z3、z4 的回归问题即转化为 y 对 x1、x2、x3、x4
的回归问题。式(2)

 

经编码整理后为

y^=b0+b1 x1+b2 x2+b3 x3+b4 x4

(3)

3 

 

回归系数的计算