[发明专利]一种基于解析模型的刀具-切屑温度预测修正方法

权利要求书

1.一种基于解析模型的刀具-切屑温度预测修正方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1、将切削预定切削工况参数转换为单位制；

步骤2、基于转换后的切削工况参数，求解剪切角、剪切区长度、刀具-切斜接触长度、剪切速率、切屑运动速度、剪切力、刀具-切屑接触区域摩擦力、切削宽度、倾斜热源的单位发热量、工件热扩散律和经过塑性变形后的切屑厚度；

步骤3、根据预设工况确定所需要的刀具-切屑接触区的位置，记为x；

步骤4、基于步骤1、步骤2、步骤3所得到的数据求解由切削过程中的剪切区所引起的刀具-切屑接触区域中不同位置的温升T1；

步骤5、建立切屑速度Vc、背吃刀量ap、工件热扩散系数aw与热流分配系数B的关系，并基于步骤1、步骤2、步骤3优化热流分配系数，根据步骤2.3的刀具-切屑接触区长度求得离散的接触区长度数组，基于步骤1、步骤2求得刀具-切屑接触区域单位热流量，根据步骤1、步骤2求得修正的粘接摩擦长度，根据步骤1、步骤2的结果确定粘接摩擦长度所属的摩擦情况并求解对应的摩擦发热量；将优化的热流分配系数、摩擦区域发热量代入至刀具-切屑摩擦区域温升公式中求得离散位置的温升，通过复化梯形积分法求得摩擦引起的总温升T2；通过优化热流分配系数和粘接摩擦区长度，并考虑进给量、刀具主偏角以及应变率对解析求解结果误差的影响，提升总温升T的求解精度；

步骤6、根据步骤4求得的剪切区引起的温升T1、步骤5求得的摩擦引起的总温升T2和室温Tambient相加求得总温升T；求解公式为：

T＝T1+T2+Tambient

步骤7、重复步骤3、步骤4、步骤5、步骤6求解多个不同位置总温升T的解析求解值，筛选出总温升T最大值；

步骤8、基于步骤2确定的工件热扩散率aw、背吃刀量ap、剪切速率Vs、刀具-切屑接触区长度Lc、切削速度V，根据预设工况确定的所需要的刀具-切屑接触区的位置x求解步骤7确定的总温升T最大值所在位置的局部傅里叶数、应变率；

步骤9、重复步骤2至步骤8，求解得到多组试验数据的最大值、最大值所在位置、局部傅里叶数以及应变率数据；

步骤10、以局部傅里叶数Fo0.06为标准筛选所有总温升T数据，将不符合要求的总温升T数据进行剔除，以保证剔除不符合筛选条件的数据，进一步提高总温升预测效率和精度。

2.如权利要求1所述的一种基于解析模型的刀具-切屑温度预测修正方法，其特征在于：包括步骤11至步骤13，

步骤11、将步骤10筛选后的总温升T与实际试验测得值相减，得到误差；

步骤12、基于步骤11得到的误差，将所得到的误差作为因变量，对应试验组的进给量、主偏角以及应变率作为自变量，进行多元二次拟合；

步骤13、将所需要进行预测的试验值带入至步骤2至8中求解得到总温升T解析求解值，将试验条件与相关数据带入至步骤9至12所求得的拟合函数中得到误差修正值，将误差修正值与总温升T解析求解值相加得到修正后的切削温度预测值，进一步提高总温升预测精度。

3.如权利要求2所述的一种基于解析模型的刀具-切屑温度预测修正方法，其特征在于：为了进一步提高精度，步骤12所述多元拟合选用多元二次拟合。

4.如权利要求1、2或3所述的一种基于解析模型的刀具-切屑温度预测修正方法，其特征在于：步骤1实现方法为，

针对预定切削工况，将求解所需参数换算为模型指定的单位制；所有所需参数包括：所求解的刀具-切屑接触区位置x、切削过程中的主切削力fc、切削过程中的进给抗力ff、切削速度V、进给量f、背吃刀量ap、刀具前角alpha、刀具主偏角kr、切削材料比热容c、切削材料导热率k、切削材料密度ro、实际试验环境温度Tambient。