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【发明授权】基于切削力的圆刃口刀具接触情况确定方法及装置_武汉理工大学_202010458765.5 

申请/专利权人:武汉理工大学

申请日:2020-05-27

公开(公告)日:2021-07-16

公开(公告)号:CN111633468B

主分类号:B23Q17/09(20060101)

分类号:B23Q17/09(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.07.16#授权;2020.10.02#实质审查的生效;2020.09.08#公开

摘要:本发明提供基于切削力的圆刃口刀具接触情况确定方法及装置,方法包括:步骤1.建立圆刃口刀具切削过程死区几何模型,描述圆刃口处接触行为和接触节点;步骤1‑1.在圆刃口刀具切削过程,描述完整的犁耕过程,建立死区几何模型;步骤1‑2.确定关键接触节点S1,S3的位置;步骤1‑3.确定接触节点S2处的接触特征;步骤2.基于接触行为建立切削力模型;步骤2‑1.建立基于接触节点的接触应力分布模型;步骤2‑2.基于接触应力建立切削力模型;步骤3.基于切削力数据确定切削模型未知参数;步骤3.基于切削力数据确定切削模型未知参数。本发明解决了切削力模型忽略刃口半径的问题,能够准确有效地确定圆刃口刀具的真实接触情况。

主权项:1.一种基于切削力的圆刃口刀具接触情况确定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1.建立圆刃口刀具切削过程死区几何模型,同时描述基于材料变形的圆刃口处接触行为和接触节点;步骤1-1.在圆刃口刀具切削过程,描述完整的犁耕过程,同时建立死区几何模型;将金属切削过程中,刀具圆刃口处的那部分与刀具之间的相对速度为0的工件材料称为死区结构;步骤1-2.确定关键接触节点S1,S3的位置S1,S3点性质相似,为死区结构的两个结束位置,在S1,S3点处金属材料发生了剪切变形,剪切应变无限大,具体如公式1:λ=cot∠s1s′1s″1+cot∠s1s″1s′1=∞公式1式中,λ表示总的剪切应变,其中∠s1s′1s″1和∠s1s″1s′1的具体表示如公式2: 式中,β表示摩擦角,具体模型如公式3,w1的具体模型如公式4:μ=tanβ公式3 αe和圆心角αsi之间关系如公式5: 综合公式1-5,可得出S1点和S3点处的圆心角αs1和αs3的大小,进而得到S1点和S3点的在圆刃口上的具体位置;步骤1-3.基于有限元仿真模型确定接触节点S2处的接触特征在S2节点处具体接触行为如公式6示意: 式中,表示在S2点处的圆心角,表示S2点处的正应力,表示S2点处的切应力;步骤2.基于接触行为建立切削力模型步骤2-1.建立基于接触节点的接触应力分布模型将圆刃口与前刀面的接触节点记为S4,S4点的圆心角如公式7: 圆刃口处的正应力与圆心角的函数关系为: 接触正应力模型为: 切应力行为模型为: 式中,r表示前角,αsi表示圆刃口处圆心角,i=1~4中整数,lc表示前刀面接触长度,ck,n,μ,σ分别表示模型参数;将前刀面和切屑接触的结束节点记为S5,该点S5由前刀面接触长度lc确定;步骤2-2.基于接触应力建立切削力模型五个接触节点S1~S5将整个接触区域分为三个区域,分别为m,r,c区域,以接触行为为基础,总切削力模型如公式11: m,r,c三个区域的切削力分别如公式12,13,14所示: 步骤3.基于切削力数据确定切削模型未知参数。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 武汉理工大学 基于切削力的圆刃口刀具接触情况确定方法及装置

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