本發(fā)明涉及刀具切削，具體為二次拋物線曲線刃口刀具的切削參數(shù)規(guī)劃方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、刀具刃口切削技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的組成部分。隨著工業(yè)自動化和智能制造的推進，切削加工在精密加工、材料去除和工件成形中發(fā)揮著越來越重要的作用。刀具作為切削過程中的關(guān)鍵部件，其性能直接影響到加工效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

2、在刀具刃口切削過程中，刀具對材料切削所需要的切削力受多種因素影響，其中，刀具刃口的對稱性會影響刀具刃口與切削材料的接觸面，從而影響切削力，切削過程中，刀具與材料高速摩擦，導(dǎo)致刀具升溫，而溫度升高會影響刃口的摩擦系數(shù)，從而影響切削力，同時刀具長時間使用時，表面會產(chǎn)生磨損，表面粗糙度同樣會影響切削力，多種因素綜合下導(dǎo)致工作人員難以通過經(jīng)驗進行判斷當前所需要的切削力是否處于正常范圍。

3、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供二次拋物線曲線刃口刀具的切削參數(shù)規(guī)劃方法及裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、二次拋物線曲線刃口刀具的切削參數(shù)規(guī)劃方法，具體步驟包括：

4、s1、建立二次拋物線刃口坐標特征，定義刃口半徑r的取值范圍，并進行相關(guān)性分析，生成二次拋物線刃口坐標特征的二次拋物線參數(shù)取值范圍，對二次拋物線刃口坐標特征進行相關(guān)性分析，生成刀具刃口不對稱指數(shù)；

5、s2、采集切削數(shù)據(jù)，所述切削數(shù)據(jù)包括被切材料強度、切削面積、切削角，對切削數(shù)據(jù)和刀具刃口不對稱指數(shù)進行相關(guān)性分析，生成刃口切削力評估系數(shù)qpx，刃口切削力評估系數(shù)qpx用于反映切削數(shù)據(jù)與切削力之間的關(guān)系；

6、s3、切削時，采集刀具刃口的切削溫度，對刀具刃口的切削溫度進行分析，生成溫度摩擦系數(shù)wmx，溫度摩擦系數(shù)wmx用于反映溫度對切削的摩擦力系數(shù)的影響程度；

7、s4、對當前刀具刃口進行分析，生成刃口粗糙度指數(shù)，并進一步分析，生成刀具刃口粗糙度影響指數(shù)cyz；

8、s5、采集當前刀具材料數(shù)據(jù)，對當前刀具材料數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，生成刀具材料影響指數(shù)dcy，刀具材料影響指數(shù)dcy用于反映刀具受自身材料影響而導(dǎo)致的切削力的變化特性；

9、s6、對刀具材料影響指數(shù)dcy和刀具刃口粗糙度影響指數(shù)cyz進行相關(guān)性分析，生成刀具切削力指數(shù)dqz，刀具切削力指數(shù)dqz用于反映當前刀具的切削力受影響程度，并將其與影響閾值進行比對，輸出刀具刃口的切削異常置信度。

10、進一步地，建立二次拋物線刃口坐標特征時，以刃口為基準，刃尖為頂點，后刀面為拋物線切面，建立以二次拋物線方程頂點為中心的坐標系，二次拋物線上任意點坐標p為，后刀面的拐點定義為后刀面過渡點，前刀面拐點定義為前刀面過渡點，a為二次拋物線參數(shù)，為無單位的常數(shù)，二次拋物線偏向角為，前刀面過渡點為，前刀面過渡點到y(tǒng)軸的距離為，后刀面過渡點為，后刀面過渡點到y(tǒng)軸距離為，為刃口刃尖楔角，l為楔角中分線。

11、進一步地，定義刃口半徑r的取值范圍為0.01mm-0.1mm，并結(jié)合二次拋物線方程的頂點曲率半徑進行相關(guān)性分析，生成二次拋物線參數(shù)a的取值范圍，所依據(jù)的公式為：。

12、進一步地，對二次拋物線刃口坐標特征進行相關(guān)性分析，生成刀具刃口不對稱指數(shù)rb，所依據(jù)的公式為：

13、；

14、刀具刃口不對稱指數(shù)rb用于表示刀具刃口的不對稱性，當時為對稱刃口，當時為喇叭刃口，當時為瀑布刃口；

15、對被切材料強度、切削面積、切削角、刀具刃口不對稱指數(shù)rb進行相關(guān)性分析，生成刃口切削力評估系數(shù)qpx，所依據(jù)的公式為：

16、；

17、其中，切削面積為被切材料的被切削的面積，切削角為切削時刃口與被切材料表面的夾角，為刃口形狀因子，刃口形狀因子用于反映切削刃口的面積與被切削的面積的比例指數(shù)，刃口切削力評估系數(shù)qpx用于反映切削數(shù)據(jù)與切削力之間的關(guān)系。

18、進一步地，對刀具刃口的切削溫度t進行分析，生成溫度摩擦系數(shù)wmx，所依據(jù)的公式為：；

19、溫度摩擦系數(shù)wmx用于反映溫度對切削的摩擦力系數(shù)的影響程度，為室溫時刀具刃口表面的摩擦力系數(shù)，為活化能，用于表示克服摩擦所需要的能量，為切削環(huán)境的氣體常數(shù)，t為刀具刃口的切削溫度，單位為攝氏度。

20、進一步地，以實際刀具刃口輪廓為參考線，以刀具刃口坐標特征設(shè)計時的前刀面過渡點和后刀面過渡點連接線為基準線，將參考線與基準線置于坐標系中進行比對分析，其中，在基準線和參考線上同樣均勻設(shè)置間距相同的100個點，基準線第i個點坐標為，參考線第j個點坐標為，對基準線第i個點坐標、參考線第j個點坐標進行相關(guān)性分析，生成刃口粗糙度指數(shù)，所依據(jù)的公式為：；

21、刃口粗糙度指數(shù)用于反映實際切削的刀具刃口的粗糙度程度，其中，前刀面過渡點的坐標為，后刀面過渡點的坐標為。

22、進一步地，對刃口粗糙度指數(shù)進行分析，生成刀具刃口粗糙度影響指數(shù)cyz，所依據(jù)的公式為：

23、；

24、其中，為被切削材料的布氏硬度特性常數(shù)，v為刀具切削速度，d為刀具切削深度，刀具刃口粗糙度影響指數(shù)cyz用于反映刀具切削時受刃口粗糙度影響而導(dǎo)致的切削力的變化特性；

25、采集刀具材料數(shù)據(jù)，所述刀具材料數(shù)據(jù)包括材料常數(shù)c、刀具布氏硬度h、切削速度v、刃口半徑r，對刀具材料數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，生成刀具材料影響指數(shù)dcy，所依據(jù)的公式為：

26、；

27、刀具材料影響指數(shù)dcy用于反映刀具受自身材料影響而導(dǎo)致的切削力的變化特性。

28、進一步地，對溫度摩擦系數(shù)wmx、刃口切削力評估系數(shù)qpx、刀具材料影響指數(shù)dcy和刀具刃口粗糙度影響指數(shù)cyz進行相關(guān)性分析，生成刀具切削力指數(shù)dqz，所依據(jù)的公式為：

29、；

30、刀具切削力指數(shù)dqz用于反映當前刀具的切削力受影響程度；

31、影響閾值為0.59，將刀具切削力指數(shù)dqz與影響閾值進行比對，當，說明當前刀具的切削力異常置信度為95%，需要對刀具進行維修維護或更換刀具；當，說明當前刀具的切削力異常置信度為10%，當前刀具切削力處于正常范圍。

32、本發(fā)明還提供了二次拋物線曲線刃口刀具的切削參數(shù)規(guī)劃裝置，用于執(zhí)行二次拋物線曲線刃口刀具的切削參數(shù)規(guī)劃方法，包括：

33、刃口坐標特征模塊，用于建立二次拋物線刃口坐標特征；

34、范圍定義模塊，用于定義刃口半徑r的取值范圍，并進行相關(guān)性分析，生成二次拋物線刃口坐標特征的二次拋物線參數(shù)取值范圍；

35、刀具刃口分析模塊，用于對二次拋物線刃口坐標特征進行相關(guān)性分析，生成刀具刃口不對稱指數(shù)；

36、切削力評估模塊，用于采集切削數(shù)據(jù)，對切削數(shù)據(jù)和刀具刃口不對稱指數(shù)進行相關(guān)性分析，生成刃口切削力評估系數(shù)；

37、溫度分析模塊，用于采集刀具刃口的切削溫度，并對刀具刃口的切削溫度進行分析，生成溫度摩擦系數(shù)；

38、實際切削力分析模塊，用于對當前刀具刃口進行分析，生成刀具切削力指數(shù)dqz，并將其與影響閾值進行比對，輸出刀具刃口的切削異常置信度。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

40、本發(fā)明通過建立刀具刃口的二次拋物線刃口坐標特征，對切削數(shù)據(jù)以及切削溫度進行分析，生成用于反映切削數(shù)據(jù)與切削力之間的關(guān)系的刃口切削力評估系數(shù)以及用于反映溫度對切削的摩擦力系數(shù)的影響程度的溫度摩擦系數(shù)，并對當前刀具與設(shè)計的二次拋物線刃口坐標特征參數(shù)進行比對分析，生成用于反映刀具切削時受刃口粗糙度影響而導(dǎo)致的切削力的變化特性的刀具刃口粗糙度影響指數(shù)，并采集刀具材料數(shù)據(jù)，對其進行分析，生成用于反映刀具受自身材料影響而導(dǎo)致的切削力的變化特性的刀具材料影響指數(shù)，進一步分析生成用于反映當前刀具的切削力受影響程度的刀具切削力指數(shù)，將其與影響閾值進行比對，輸出刀具刃口的切削異常置信度。