[发明专利]一种后刀面磨损刀具切削温度预测方法、系统及装置

权利要求书

1.一种后刀面磨损刀具切削温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立带有后刀面磨损的滑移线场模型，获取所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角；

根据所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，获取剪切速度、切屑速度、死区底边速度及后刀面磨损速度，根据所述剪切速度、切屑速度、死区底边速度、后刀面磨损速度及带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，获取热源的热通量；

根据所述热源的热通量，获取切削过程中工件温升、切屑温升及刀具温升；

其中，所述带有后刀面磨损的滑移线场模型包括第一变形区、第二变形区和第三变形区，所述第一变形区为塑性变形发生区域，所述第二变形区呈现直角三角形的形态，所述第三变形区也呈现直角三角形的形态；

获取所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，具体包括：

设定死区底边与切削方向的夹角、第三变形区摩擦系数角的初始值，根据预测和测量的力比以及切屑厚度比的方差，确定设定死区底边与切削方向的夹角、第三变形区摩擦系数角的初始值增量；

拟合得到设定死区底边与切削方向的夹角、第三变形区摩擦系数角的初始值增量随后刀面磨损长度变化的曲线，根据所述曲线确定所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角；

根据所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，获取剪切速度、切屑速度、死区底边速度及后刀面磨损速度，具体包括：根据所述带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角及速度计算公式，获取剪切速度、切屑速度、死区底边速度及后刀面磨损速度，所述速度计算公式为，

其中，为剪切速度，为切屑速度，为死区底边速度，为后刀面磨损速度，为切削速度，为剪切角，为第三变形区摩擦系数角，为第二变形区摩擦系数角，，为后刀面与切削方向的夹角，为预剪区倾角，为第一扇形区域的中心角；

通过预剪区倾角公式获取预剪区倾角，通过剪切角公式获取剪切角，通过预剪区倾角减去死区底边与切削方向的夹角获取第一扇形区域的中心角，所述预剪区倾角公式为，所述剪切角公式为；

根据所述剪切速度、切屑速度、死区底边速度、后刀面磨损速度及带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，获取热源的热通量，具体包括：

根据所述剪切速度、切屑速度、死区底边速度、后刀面磨损速度及带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角，获取刀尖点热源的热通量、倒棱顶点热源的热通量、死区顶点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量；

根据所述剪切速度、切屑速度、死区底边速度、后刀面磨损速度、带有后刀面磨损的滑移线场模型的第三变形区摩擦系数角及热通量计算公式，获取刀尖点热源的热通量、倒棱顶点热源的热通量、死区顶点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量，热通量计算公式为

其中，分别为刀尖点热源的热通量、倒棱顶点热源的热通量、死区顶点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量，为材料流动剪切应力；

根据所述热源的热通量，获取切削过程中工件温升、切屑温升及刀具温升，具体包括：根据刀尖点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量获取工件温升；根据刀尖点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量获取切屑温升；根据刀尖点热源的热通量、倒棱顶点热源的热通量及切屑卷曲点热源的热通量获取刀具温升。