[發明專利]一種陶瓷切削溫度的確定方法

有效

• 申請號: 201710032175.4
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106695457B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 馬廉潔;王華;劉濤;赫培;畢長波;李德震;鄧航;田俊超;李祺;萬學文;郭亞鵬
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B23Q17/09
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防;王培境

本發明公開了一種陶瓷切削溫度的確定方法，包括以下步驟：(1)獲取待切削材料的密度ρ、比熱容c、彈性模量E和材料單位面積的表面能γ；(2)設置切削速度ν_c、切削深度a_p和進給量f；根據選取的刀具確定刀具主偏角k_r；(3)獲取主切削力F_y和車削力在水平基面內的分力F_D；(4)獲取切削過程中加工表面的裂紋數目N；(5)依據步驟(1)～(4)中參數確定切削溫度T₂。本發明提供了陶瓷切削溫度的確定方法，通過確立材料屬性、切削力、剪切角、刀具主偏角及機械加工工藝參數等因素與陶瓷切削溫度關系，能夠有效確定陶瓷切削溫度，從而可以提升工件表面加工質量，提高工件加工精度，優化刀具磨損情況，提高生產率。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷切削溫度的確定方法，具體屬于陶瓷加工技術領域。

背景技術

切削加工中切削熱的產生不可避免，切削熱直接導致了刀屑接觸面溫度升高，切削溫度是評價切削行為的重要指標之一，它是影響工件表面加工質量、加工精度、刀具磨損的重要因素。切削溫度的研究一直是切削加工領域的重要課題。目前，金屬等塑性材料切削溫度的研究已取得很大進展，針對金屬等塑性材料切削溫度的研究方法主要有解析法、數值法、熱源法等。用解析法或數值法計算切削溫度時，不考慮熱源狀況如何，只依據初始條件、邊界條件及熱傳導規律進行求解。而切削加工中傳熱的主要特點是熱源具有一定的形態和尺寸，但邊界條件多是未知量，所以利用傳統的解析法或數值法求解切削熱問題誤差較大，而熱源法則具有獨到之處。但由于陶瓷材料具有電絕緣、熱導率低、脆性大等特點，切削溫度測量難度很大。陶瓷等脆性材料與金屬等塑性材料切削溫度的產生機理有較大差異。雖然金屬切削溫度理論的研究已取得很大進展，但針對陶瓷等脆性材料切削溫度的研究較少。因此研究一種陶瓷切削溫度的確定方法，顯得尤為必要。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種陶瓷切削溫度的確定方法，能夠有效確定陶瓷車削加工時切削溫度，優化工件表面加工質量和加工精度。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種陶瓷切削溫度的確定方法，包括以下步驟：

(1)獲取待切削材料的密度ρ、比熱容c、彈性模量E和材料單位面積的表面能γ；

(2)設置切削速度ν_c、切削深度a_p和進給量f；根據選取的刀具確定刀具主偏角k_r；

(3)獲取主切削力F_y和車削力在水平基面內的分力F_D；

(4)獲取切削過程中加工表面的裂紋數目N；

(5)依據步驟(1)～(4)中參數確定切削溫度T₂為：

其中，R為熱分配系數；T₀為環境溫度；k為常數；φ為剪切角。

前述陶瓷切削溫度的確定方法，步驟(2)中，剪切角φ為45°。

前述陶瓷切削溫度的確定方法，步驟(3)中，切削力在水平基面內的分力F_D通過以下公式獲取：其中，Fx為切深抗力；Fz為進給抗力。

前述陶瓷切削溫度的確定方法，步驟(3)中，主切削力Fy、Fx、Fz通過三向切削測力儀在線采集獲取。本發明中優選采用9119A型三向測力儀在線采集得到。

前述陶瓷切削溫度的確定方法，步驟(4)中，裂紋數目N通過以下步驟獲取：利用激光共聚焦顯微鏡采集氟金云母陶瓷車削表面形貌照片，通過分析切削層截面裂紋數目來確定N的具體數值。