[发明专利]一种基于材料流动机理模型的控制方法、装置及电子设备

说明书

本发明涉及一种基于材料流动机理模型的控制方法、装置及电子设备，包括：获取切削过程中的输入参数；根据输入参数，构建不同切触模式下的积屑瘤形成的滑移线场几何模型和积屑瘤在侧流行为下与刀具间的应力平衡方程，并确定至少一个参数表达模型；在预设范围内选取迭代初始值，代入至少一个参数表达模型，确定对应的求解参数；改变刃口几何参数后，重复确定对应的所述求解参数，构建求解参数与刃口几何参数之间的关系模型，并确定使求解参数偏差最小的刃口几何参数。本发明提出了考虑倒棱刀具不同尺寸刃口几何参数下积屑瘤形成的切削材料流动机理模型，并结合材料刚塑性变形理论和主应力法，对机理模型和积屑瘤挤压侧流行为进行迭代求解。

技术领域

本发明涉及金属高效高精切削加工技术领域，尤其涉及一种基于材料流动机理模型的控制方法、装置及电子设备。

背景技术

切削刀具的倒棱刃口设计能够明显增加刃口抗冲击强度，进而得到减少崩刃和提高刀具寿命的效果。前人研究表明，这很大程度上得益于倒棱刃口对切削刃局部材料的阻碍作用，在这种情况下，这些受阻材料容易形成积屑瘤，附着在倒棱刃口上从而保护刀尖，然而积屑瘤与倒棱面的紧密接触会加剧粘结磨损，由于积屑瘤的存在并不稳定，其脱落时便会带走刀具涂层材料，引发其他形式的磨损；于此同时，刃口局部材料在倒棱面的挤压作用下会发生侧流，形成影响零件表面质量的双侧毛刺，而研究发生积屑瘤的快速侧流能够带走这种毛刺，然而这种发现还处于定性分析阶段，很少有研究对倒棱刀具切削情况下积屑瘤侧流行为提出定量描述，而且倒棱刃口尺寸与未变形切屑厚度的不同比例，也会带来切屑流动状态的明显差异，这些难点在倒棱刀具切削加工应用领域急需解决。

目前，对于切削加工中积屑瘤问题，国内外研究大多集中于尖刃口或者钝圆刃口刀具切削过程，可以发现积屑瘤作用的仍集中于基于实验观察的定性描述，而且倒棱刃口刀具作用下积屑瘤形成与流动作用少有研究。因此，如何高效对倒棱刃口刀具作用下积屑瘤形成与流动过程进行建模是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供及一种基于材料流动机理模型的控制方法、装置及电子设备，用以克服现有技术中缺乏对积屑瘤形成与流动作用的建模研究的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于材料流动机理模型的控制方法，包括：

获取切削过程中的输入参数；

根据所述输入参数，构建不同切触模式下的积屑瘤形成的滑移线场几何模型和积屑瘤在侧流行为下与刀具间的应力平衡方程，并基于所述应力平衡方程和所述滑移线场几何模型，确定至少一个参数表达模型；

在预设范围内选取迭代初始值，代入至所述至少一个参数表达模型，确定对应的求解参数；

改变刃口几何参数后，重复确定对应的所述求解参数，构建所述求解参数与所述刃口几何参数之间的关系模型，并确定使所述求解参数最小的刃口几何参数。

进一步地，所述不同切触模式包括PCCC切触模式、FCCC切触模式和RCCC 切触模式，所述根据所述输入参数，构建不同切触模式下的积屑瘤形成的滑移线场几何模型和积屑瘤在侧流行为下与刀具间的应力平衡方程，包括：

对于PCCC切触模式，根据流动连续性原则，基于所述输入参数，构建计算 PCCC切触模式下的多种滑移几何参数的第一滑移线场几何模型；

当未变形切屑厚度增加时，PCCC切触模式转变为FCCC切触模式，基于所述输入参数和所述第一滑移线场几何模型，构建计算FCCC切触模式下的多种滑移几何参数的第二滑移线场几何模型；

当未变形切屑厚度继续增加时，FCCC切触模式转变为RCCC切触模式，基于所述输入参数和所述第一滑移线场几何模型，构建计算RCCC切触模式下的多种滑移几何参数的第三滑移线场几何模型。

进一步地，所述多种几何参数包括积屑瘤底面长度、圆弧面长度和侧面长度，确定所述积屑瘤在侧流行为下与刀具间的应力平衡方程的步骤包括：