The invention discloses a method and a system for predicting ultra-precision cutting temperature. The prediction method of the present invention firstly establishes the LSW model and the relationship diagrams of the magnitude of the strengthening phase of the processing material with the cutting parameters and cutting time, and then predicts the ultra-precision cutting temperature of the processing material under the preset cutting parameters according to the LSW model and the relationship diagrams, realizes the prediction of the ultra-precision cutting temperature, and solves the problem of removing the micro-level material in the ultra-precision cutting process. In addition to the problem that the actual cutting time is short and the cutting temperature is difficult to measure directly.
【技术实现步骤摘要】
一种超精密切削温度预测方法及系统
本专利技术涉及切削热测量领域，特别涉及一种超精密切削温度预测方法及系统。
技术介绍
现有的切削热测量方法普遍采用传感器技术来实现切削温度的测量，包括刀具-工件热电偶、嵌入式热电偶和红外测温仪等等。红外测温仪只适用于传统的加工，因为传统加工过程中，切削量大且切削连续，生成的切屑都是连续的，刀具-工件接触并去除材料的时间(即实际切削时间)较长，其切削所引起的温度上升也较高。而在超精密加工过程中，切削量小(切削深度和进给量都在微米级别)，切屑生成过程是断续的，实际切削时间较短。因此，红外测温仪的测量精度和范围并不适用于超精密加工领域另一方面，刀具-工件热电偶和嵌入式热电偶测温方法是将其埋在工件内部(被加工面的下面)或者刀尖位置。在连续切削的传统加工中，大部分的热量(约80％)是由刀屑传递。超精密加工中，切屑热传质的降低和工件次表面塑性变形使得超精密加工中热量的传播比例完全不同，其最高温度位于剪切面。同时，一些研究也表明，金刚石刀具的前角和刀尖形状对加工中的热效应有很大的影响。如图1所示，切削过程中工件温度的上升是由于第II和第III变形...
【技术保护点】
1.一种超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述预测方法包括如下步骤：建立加工材料的LSW模型，所述LSW模型表示强化相大小与加热温度、加热时间的关系；建立超精密切削时间预测模型；根据所述超精密切削时间预测模型，建立加工材料的强化相大小与切削参数、切削时间的关系图；根据所述LSW模型、所述超精密切削时间预测模型和所述关系图，预测所述加工材料在预设切削参数下的超精密切削温度。
【技术特征摘要】
1.一种超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述预测方法包括如下步骤：建立加工材料的LSW模型，所述LSW模型表示强化相大小与加热温度、加热时间的关系；建立超精密切削时间预测模型；根据所述超精密切削时间预测模型，建立加工材料的强化相大小与切削参数、切削时间的关系图；根据所述LSW模型、所述超精密切削时间预测模型和所述关系图，预测所述加工材料在预设切削参数下的超精密切削温度。2.根据权利要求1所述的超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述建立加工材料的LSW模型，具体包括：对所述加工材料进行热处理，并在不同加热温度及不同加热时间下，采用扫描电镜和能谱仪获取强化相大小，建立加热温度、加热时间和强化相大小的对照表；根据所述加热温度、加热时间和强化相大小的对照表，建立并求解LSW模型。3.根据权利要求2所述的超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述根据所述加热温度、加热时间和强化相大小的对照表建立并求解LSW模型，具体包括：建立待求解LSW模型：其中，R为强化相半径，R0为强化相初始半径，C为第一常数，K为加热时间系数，T为加热温度，t为加热时间，γ为强化相的界面能，Vat为原子的平均体积，Ceq为强化相的均质浓度，D为强化相的扩散系数，D＝D0exp(-Q/kB/T)，Q为激励能量，kB为第二常数，D0为强化相的初始扩散系数；根据所述加热温度、加热时间和强化相大小的对照表，求解所述待求解LSW模型，获得LSW模型：R3(t,T)＝0.7052+4.12×1014·t·exp(-18000/T)/T。4.根据权利要求1所述超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述根据所述超精密切削时间预测模型，建立加工材料的强化相大小与切削参数、切削时间的关系图，具体包括：采用能谱仪获取不同切削参数对应的强化相大小；根据所述超精密切削时间预测模型，预测不同切削参数对应的切削时间；根据所述切削参数、所述切削参数对应的强化相大小和所述切削参数对应的切削时间，建立加工材料的强化相大小与切削参数、切削时间的关系图。5.根据权利要求1所述的超精密切削温度预测方法，其特征在于，所述根据所述LSW模型、所述超精密切削时间预测模型和所述关系图，预测所述加工材料在预设切削参数下的超精密切削温度，具体包括：根据所述超精密切削时间预测模型预测所述预设切削参数对应的切削时间；根据所述预设切削参数和所述关系图确定所述预设切削参数对应的强化相大小；根据所述预设切削参数对应的切削时间确定所述预设切削参数对应的加热时间；根据所述预设切削参数对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：王素娟，王海龙，陈新，夏森彬，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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