申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117875129A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于滑移线场的金属切削剪切角预测方法，属于机械加工技术领域。首先将切削变形区分为剪切面、金属死区和犁切变形区三部分，构建直线滑移线场；基于材料流动速度和方向，分析滑移线上各点的材料应变情况；基于材料本构模型和亨盖应力方程，计算滑移线上各处材料的应力；然后沿滑移线对应力进行积分，得到作用在各条滑移线上的作用力；基于库伦摩擦定律和切屑受力平衡，分析切屑对剪切面的力学作用关系；基于最小能量原理，迭代求解剪切角和切削力，实现剪切角预测。

主权项：1.一种基于滑移线场的金属切削剪切角预测方法，其特征在于步骤1：获取圆弧状切削刃的半径；步骤2：获取工件材料Johnson-Cook本构模型参数AJC、BJC、CJC、mJC和nJC，并获取工件材料比热容cs、熔点Tm和密度ρ；步骤3：计算与圆弧状切削刃底部接触的工件材料在此处的β族滑移线与进给方向的夹角ω0；步骤4：计算金属死区三个顶点至已加工表面沿进给法向的距离h1、h2和h3，线段AC和BC的长度和以及顶点A和顶点B处金属死区边界线与圆弧状切削刃切线的夹角ω1和ω2；其中，A为金属死区与切削刃接触的下顶点、B为上顶点，C为金属死区不与切削刃接触的顶点；步骤5：计算线段AF的长度和线段FE的长度 其中，E为工件材料与圆弧状切削刃底部接触位置，F为通过E点的β族直线滑移线与通过A点的α族直线滑移线的正交点；步骤6：通过下式计算剪切面材料应变γc 式中，为剪切角；步骤7：通过下式计算剪切面材料应变率 式中，为vc切削速度；步骤8：通过下式计算留在剪切面的热量的比例bT 式中，h为未变形切屑厚度，aT为材料热扩散系数；步骤9：通过下式计算切削变形区温度Tc 式中，Tr为室温；步骤10：通过下式计算切削变形区剪切应力τc 步骤11：通过下式计算犁切区域材料应变γp 步骤12：通过下式计算犁切区域材料应变率 步骤13：通过下式计算犁切区域材料剪切应力τp 步骤14：通过下式计算死区边界AC上的材料平均应力σm-d 步骤15：通过下式计算剪切面上的材料平均应力σm-c 步骤16：通过下式计算死区边界BC上的材料平均应力σm-d′: 步骤17：通过下式计算死区边界BC产生的切向切削力Ft-d′和法向切削力Fr-d′ 式中，b为切削宽度；步骤18：通过下式计算死区边界AC产生的切向切削力Ft-d和法向切削力Fr-d 步骤19：通过下式计算死区边界AC产生的切向切削力Ft-d和法向切削力Fr-d 步骤20：等效前刀面与切削方向法向的夹角αE 步骤21：通过下式计算作用在等效前刀面上的正压力Fn和摩擦力Ff 步骤22：通过下式计算剪切消耗功率PcPc＝Ft-c+Ft-dvc步骤23：循环迭代步骤6～22，通过数值迭代搜索满足下式条件且使剪切消耗功率Pc最小的值，并记为当前切削条件下的剪切角 式中，β为摩擦角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种基于滑移线场的金属切削剪切角预测方法

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