[发明专利]一种负前角切削力和温度场分布预测方法及系统

权利要求书

1.一种负前角切削力和温度场分布预测方法，其特征在于，包括：

分别获取两组变切厚和变前角正交实验下的实验切削力、实验切深抗力、切屑厚度值、切削速度、刀具热导率、工件热导率、刀具热扩散系数以及工件热扩散系数；

根据所述实验切削力和所述实验切深抗力，确定实验切屑力比；

根据所述切削厚度值，确定实验切削厚度比；

获取初始死区角、初始摩擦因数角以及初始剪切角；

基于刚塑性变形理论修正滑移线场模型；

基于所述初始死区角、所述初始摩擦因数角以及所述初始剪切角，根据修正后的滑移线场模型预测切屑力比和切削厚度比；

根据预测切屑力比、所述实验切屑力比、预测切削厚度比以及所述实验切削厚度比，计算误差值；

获取所述误差值最小时的死区角、摩擦因数角以及剪切角；

根据所述死区角、所述摩擦因数角以及所述剪切角，计算滑移线场几何结果、切削力以及切深抗力；

根据所述滑移线场几何结果、所述切削速度、所述刀具热导率、所述工件热导率、所述刀具热扩散系数以及所述工件热扩散系数，计算温度场。

2.根据权利要求1所述的负前角切削力和温度场分布预测方法，其特征在于，所述基于所述初始死区角、所述初始摩擦因数角以及所述初始剪切角，根据修正后的滑移线场模型预测切屑力比和切削厚度比，具体包括：

根据所述初始死区角以及所述初始摩擦因数角，计算船首角；

根据所述船首角以及所述初始剪切角，计算滑移线角；

根据所述初始死区角、所述初始摩擦因数角、所述初始剪切角以及所述滑移线角，计算初始滑移线场几何结果；

根据所述初始滑移线场几何结果，计算切屑力比和切削厚度比。

3.根据权利要求1所述的负前角切削力和温度场分布预测方法，其特征在于，所述根据所述滑移线场几何结果、所述切削速度、所述刀具热导率、所述工件热导率、所述刀具热扩散系数以及所述工件热扩散系数，计算温度场，具体包括：

根据所述滑移线场几何结果计算剪切应力；

根据所述剪切应力、所述所述切削速度、所述死区角、所述摩擦因数角以及所述剪切角，计算主剪切区、刀-屑接触区以及死区工件交界面的局部流动剪切应力和材料流动速度；

根据主剪切区的局部流动剪切应力和主剪切区的材料流动速度，计算主剪切区的热源强度；

根据刀-屑接触区的局部流动剪切应力和刀-屑接触区的材料流动速度，计算刀-屑接触区的热源强度；

根据死区工件交界面的局部流动剪切应力和死区工件交界面的材料流动速度，计算死区工件交界面的热源强度；

根据所述主剪切区的热源强度、所述刀-屑接触区的热源强度、所述死区工件交界面的热源强度、所述刀具热导率、所述工件热导率、所述刀具热扩散系数以及所述工件热扩散系数，计算温度场。

4.根据权利要求1所述的负前角切削力和温度场分布预测方法，其特征在于，所述获取初始死区角、初始摩擦因数角以及初始剪切角，具体包括：

通过应力准则确定许用区间；

在所述许用空间内获取初始死区角、初始摩擦因数角以及初始剪切角。