(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210771342.8 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市海港区河北 大街西段438号 (72)发明人 董志奎　梁傲　邢珂　侯斌峰　 戚向东　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 姜威威　李洪福 (51)Int.Cl. B23H 7/02(2006.01) B23H 11/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑线弓的计算线切割切削力的方法 (57)摘要 本发明一种考虑线弓的计算线切割切削力 的方法， 包括以下步骤建立线切割加工过程中计 算切削力理论数学模型； 基于线切割机在不同设 定下， 线锯对物料进行切割， 分别得到多组切削 力实验数据； 基于多组切削力实验 数据中的任意 一组试验数据， 结合线弓稳定时切削力模型及线 弓相关参数公 式， 得到法向材料系数和切向材料 系数； 基于法向材料系数和切向材料系数， 结合 切削力理论数学模型， 得到物料系数kp， 进而得 到该物料系数的切削力数学模型； 根据所述该物 料系数的切削力数学模型， 得到不同设定下的实 时切削力。 该方法可以为在 线切割加工过程中提 供有效的理论计算基础， 用以便于在加工时选择 线切割走线速度、 进给速度的大小， 提高切片质 量。 权利要求书2页 说明书8页 附图11页 CN 115255529 A 2022.11.01 CN 115255529 A 1.一种考虑线弓的计算线切割切削力的方法， 其特 征在于： 包括以下步骤 建立线切割加工过程中计算切削力理论数 学模型； 基于线切割机在不同设定下， 线锯对物料进行切割， 分别得到多组切削力实验数据； 基于多组切削力实验数据中的任意一组试验数据， 结合线 弓稳定时切削力模型及线 弓 相关参数公式， 得到法向材 料系数和 切向材料系数； 基于法向材料系数和切向材料系数， 结合切削力理论数学模型， 得到物料系数kp， 进而 得到该物料系数的切削力数 学模型； 根据所述该物料系数的切削力数 学模型， 得到不同设定下的实时切削力。 2.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 切削力理论数 学模型的表达式如下： 式中， vf代表进给速度， 单位为mm/h， dm代表金刚石线直径， 单位为mm， l代表物料宽度， 单位为mm， L代表金刚石线跨距， 单位为mm， vc代表走线速度， 单位为m/s， kp代表Preston系 数， 单位为μm2/N， F表示线张力， 单位为N， E表示金刚石线弹性模量， 单位为Mpa， I表示金刚 石线惯性矩， 单位为m4， t为切削时间， 单位为s， K1为法向材料系数， K2为切向材料系数， Fn代 表法向切削力， 单位 为N， Ft代表切向切削力， 单位 为N。 3.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 线弓稳定时切削力模型的表达式如下： 其中： α3为线弓紧边圆弧转角， α4为线弓松边圆弧转角， R为拟合圆弧半径， vf代表进给 速度， 单位为mm/h， dm代表金刚石线直径， 单位为mm， K1为法向材料系数， K2为切向材料系数，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115255529 A 2Fn代表法向切削力， 单位 为N， Ft代表切向切削力， 单位 为N， r为金刚石 线半径， 单位 为mm。 4.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 线弓相关参数公式包括线弓圆弧表达式和线弓挠度表达式； 所述线弓圆弧表达式如下： 其中： vf代表进给速度， 单位为 mm/h， r代表金刚石线半径， 单位为 mm， l代表物料宽度， 单 位为mm， L代表金刚石线跨距， 单位为mm， vc代表走线速度， 单位为m/s， F表示线张力， 单位为 N， E表示金刚石 线弹性模量， 单位 为Mpa， I表示金刚石 线惯性矩， 单位 为m4。 5.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 线弓挠度表达式如下： 其中： w1为线弓紧边 挠度， w2为线弓松边 挠度。 6.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 切割使用的线锯为金刚石磨料涂覆线锯或钢线锯。 7.根据权利要求1所述的一种考虑线 弓的计算线切割切削力的方法， 其特征在于： 所述 不同设定为： 走线速度、 进给速度、 线张力三个变量中同时只有一个变量变化， 另外两个变 量保持不变。 8.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质中存储有包括计算机程序， 其 中， 所述计算机程序运行时， 执行所述权利要求 1‑7任一项所述的一种考虑线弓的计算线切 割切削力的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115255529 A 3