【技术实现步骤摘要】
本申请涉及塑性加工刀具，特别是涉及一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法、产品、介质及设备。
技术介绍
1、热熔钻工艺是指采用高速旋转的热熔钻接触产品表面，并施加向下的轴向压力。热熔钻头部与金属摩擦并产生高温，使其附近区域的被加工材料迅速软化，且在热熔钻挤压穿透的同时，把软化的材料部分拉伸成凸台，可以在孔壁表面进行攻丝或者钻铰加工，完成填充或者连接功能。
2、当前的热熔钻设计，普遍采取简单的单段圆锥型钻尖设计，没有考虑被加工材料的弹塑性特性，因此加工后孔壁会出现回弹、凹凸不平等现象，表面光洁度以及粗糙度也会受到很大影响。除此以外，因为热熔钻工艺是高温无屑成形孔工艺，在加工过程中伴随剧烈的挤压力和摩擦热影响，使得被加工材料表面组织发生很大变化，存在表面残余应力不均匀的现象，导致后续机加工质量以及效率下降。
3、综上，针对目前热熔钻工艺出现的问题，需要提出一种能够针对不同被加工材料特性进行规范化设计的热熔刀具结构设计方法，以改善热熔刀具的加工表面质量，提高生产效率。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法、产品、介质及设备，可有效提高热熔刀具的加工表面质量以及生产效率。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，包括：
4、对被加工材料进行线载荷温挤压仿真，得到应变曲线图；
5、基于应变曲线图进
6、对轮廓曲线进行特征聚类分析，确定出被加工材料的轮廓模型；
7、基于轮廓模型的几何轮廓特性，构建出刀具轮廓的几何约束条件；
8、根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应力应变模型；所述径向应力应变模型包括径向应力模型和径向应变模型；
9、基于径向应力应变模型，采用多道次挤压原理进行热熔钻工作锥轮廓设计；
10、基于径向应力应变模型，采用轮廓分析以及弹塑性力学原理进行热熔钻压入锥轮廓设计；
11、结合热熔钻工作锥轮廓设计和热熔钻压入锥轮廓设计完成热熔刀具结构的设计。
12、可选地，所述对被加工材料进行线载荷温挤压仿真，得到应变曲线图，具体包括：
13、对被加工材料进行线载荷温挤压仿真，在线载荷温挤压仿真过程中，改变载荷的进给速度和变形温度进行多组实验，获得不同实验条件下被加工材料的变形及应变情况，并提取距离挤压加工表面不同距离的应变情况绘制应变曲线图。
14、可选地，所述基于应变曲线图进行拟合处理和尺寸变换后，得到相应的轮廓曲线，具体包括：
15、基于应变曲线图，对应变曲线进行多项式拟合处理，得到被加工材料的应变特征曲线；
16、将应变特征曲线按照需要设计的热熔钻轴向长度以及直径通过坐标变换处理进行轮廓计算，得到不同实验条件下相应的轮廓曲线。
17、可选地，所述对轮廓曲线进行特征聚类分析，确定出被加工材料的轮廓模型，具体包括：
18、对于不同实验条件下仿真得到的轮廓曲线进行特征聚类分析，采用“枞树型”热熔钻轮廓模型，针对轮廓曲线峰值、轮廓曲线峰数目、轮廓曲线峰间距特征进行轮廓曲线特征归纳，确定出关键控制参数，从而构建出被加工材料的轮廓模型；所述关键控制参数包括：凸包数目n、工作长度l、锥尖高度h0、齿升量h、锥齿高h、齿距p、钻头半径r以及钻尖钝圆半径r。
19、可选地，所述基于轮廓模型的几何轮廓特性，构建出刀具轮廓的几何约束条件，具体包括：
20、基于轮廓模型的几何轮廓特性，构建出刀具轮廓的几何约束条件为
21、
22、可选地，所述根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应力应变模型，具体包括：
23、根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应力模型为其中，σy为被加工材料的径向应力；q为外部载荷；v为摩擦系数；α为锥角；ξ为负载因子。
24、可选地，所述根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应力应变模型，还包括：
25、根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应变模型为
26、其中，εy为被加工材料的径向应变；σx为被加工材料的轴向应力；σy为被加工材料的径向应力；e为被加工材料的弹性模量；μ为被加工材料的泊松比；k为屈服极限参数；σs为被加工材料的屈服极限；v为摩擦系数；l为挤压区域长度。
27、第二方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
28、第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
29、第四方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
30、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
31、本申请提供了一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法、产品、介质及设备，针对现有热熔孔加工刀具出现的问题，基于多道次挤压原理，对热熔孔加工刀具结构进行优化设计，通过进行线载荷温挤压仿真实验，构建出被加工材料的径向应力应变模型，随后采用多道次挤压原理、轮廓分析以及弹塑性力学原理完成热熔刀具结构的设计。本申请基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法能够针对不同被加工材料特性进行规范化刀具设计，提高热熔刀具的加工表面质量以及生产效率，此外，本申请基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法、产品、介质及设备还能够完成一次性高温无屑成形孔的加工，提高孔壁表面完整性。
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1.一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述对被加工材料进行线载荷温挤压仿真，得到应变曲线图，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述基于应变曲线图进行拟合处理和尺寸变换后，得到相应的轮廓曲线，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述对轮廓曲线进行特征聚类分析，确定出被加工材料的轮廓模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述基于轮廓模型的几何轮廓特性，构建出刀具轮廓的几何约束条件，具体包括：
6.根据权利要求4所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述根据几何约束条件，确定出热熔钻挤压加工过程中被加工材料的径向应力应变模型，具体包括：
7.根据权利要求4所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述根
8.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
10.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述对被加工材料进行线载荷温挤压仿真，得到应变曲线图，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述基于应变曲线图进行拟合处理和尺寸变换后，得到相应的轮廓曲线，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述对轮廓曲线进行特征聚类分析，确定出被加工材料的轮廓模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述基于轮廓模型的几何轮廓特性，构建出刀具轮廓的几何约束条件，具体包括：
6.根据权利要求4所述的基于多道次挤压原理的热熔刀具结构设计方法，其特征在于，所述根据几何...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟漪，祝新发，张迅迅，陈明，安庆龙，明伟伟，陆于佳，姚佳维，朱捷寅，王诗凯，侯婷，张波，
申请(专利权)人：上海工具厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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