[发明专利]一种基于切削力模型的刀具磨损监测方法

权利要求书

1.一种基于切削力模型的刀具磨损监测方法，其用于对切削刀具的磨损量进行实时在线监测，其特征在于，该方法包括：

(1)利用非等分剪切区模型计算切削过程中由切屑的形成而产生的锋利刀具作用下的切削力；

(2)计算出切削过程中由切削刃钝圆引起的犁切力；

(3)根据上述确定的锋利刀具作用下的切削力和切削刃钝圆引起的犁切力获得刀具切削力；

(4)利用上述得到的刀具切削力，建立刀具磨损监测模型，从而实现对刀具磨损的实时监测，其中刀具磨损量与切削力的关系为：

δ=VxFyTDzBμA]]>

其中，δ为刀具磨损量，A为表征刀具材料硬度的常量系数，μ为表征刀具与工件摩擦性能相关的常量，B为表征工件材料硬度的常量，V为刀具切削速度，F为刀具切削力，T是工件材料的熔化温度，D为刀具吃刀量，x，y和z分别为切削进给速度指数、切削力指数以及吃刀量指数，其取值范围分别为(0,1)。

2.根据权利要求1所述的一种基于切削力模型的刀具磨损监测方法，其中，根据所述锋利刀具作用下的切削力和切削刃钝圆引起的犁切力获得刀具切削力的具体过程如下：

F₁＝aF_c+bP_c

F₂＝cF_t+dP_t

F=F12+F22]]>

其中，F₁为切削加工中在切削速度方向的切削力，F₂为切削加工中在垂直切削速度方向的切削力，a，b，c，d分别为表示锋利与钝圆相互关系的常数，其满足P_c是切削速度方向上的犁切力，P_t是垂直于工件已加工表面方向上的犁切力，F_c为锋利刀具作用下沿切削速度方向的切削力，F_t为锋利刀具作用下沿垂直切削速度方向的进给力；

另外，

各式中，β为刀具和切屑之间的摩擦角，α为刀具前角，为剪切角，t为切削厚度，w为切削宽度，τ为主剪切区的剪切流动应力，F_s为主剪切面上的剪切力，λ为中间参量角度且ρ₀为切屑与未加工表面之间过渡斜面的倾斜角。