CN107832484A - 基于正交铣削实验的金属材料j‑c本构方程获取方法 - Google Patents
基于正交铣削实验的金属材料j‑c本构方程获取方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于正交铣削实验的金属材料J‑C本构方程获取方法，对待测金属材料制成的工件进行侧刃正交铣削或底刃正交铣削，获取所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中预设时刻的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc，再基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft和剪切角φc，获取所述待测金属材料的J‑C本构方程，通过构建特定的正交铣削实验，切削过程中力学模型稳定简单，使得进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc更加容易获得，进而使得待测金属材料的J‑C本构方程更加容易获得。
Description
技术领域
本发明实施例涉及切削加工和材料性能测试技术领域，更具体地，涉及一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法。
背景技术
材料的J-C本构方程是描述材料在大变形、高应变率、高温下的材料流变行为的物理方程，J-C本构方程特别适用于金属材料在大变形、高应变率、高温条件下的流变行为。J-C本构方程形式简单，参数少，工程应用极为广泛，其表达式如下：
其中，σflow为Mises(米泽斯)流动应力，εeff为有效塑性应变，为无量纲的等效塑性应变率，T*是一致温度。A、B、n、C、m是五个与材料有关的常数。上式第一个括号给的是在T*＝0时，应力与应变的关系；第二个、第三个括号里给出的是应变率与温度对流动应力的影响，即σflow是εeff、T*的函数。
目前，金属材料的J-C本构方程主要是通过对金属材料进行准静态的拉伸(扭转)实验和动态的霍普金斯压杆实验获得。但这种大量的材料力学实验实施起来费时费力，而且其获得的是金属材料在较低应变率和温度下的J-C本构方程，无法应用于大应变、高应变率以及高温下的金属材料流变行为研究。
发明内容
本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法。
本发明实施例提供了一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法，所述方法包括：
S1，选取多个不同的铣削参数，分别采用盘铣刀对由待测金属材料制成的工件进行侧刃正交铣削或底刃正交铣削，获取所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中预设时刻的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc；
其中，所述盘铣刀刀片的轴向前角αp为0°，所述盘铣刀刀片的径向前角αf为0°；当进行侧刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为圆弧面，且所述圆弧面的中心轴与所述盘铣刀的旋转轴重合，当进行底刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为扇环形，且所述扇环形的圆心位于所述盘铣刀的旋转轴上；
S2，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft和剪切角φc，获取所述待测金属材料的J-C本构方程。
其中，当对所述待测工件进行侧刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
所述剪切角φc通过以下公式获得：
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2为切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力，此时 Fz为0；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
其中，当对所述待测工件进行底刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
所述剪切角φc通过以下公式获得：
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
其中，所述预设时刻为所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中任意一个加工历程完成一半的时刻。
其中，步骤S2具体包括：
S21，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc，获取多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*；
S22，对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
其中，步骤S22具体为：
对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行最小二乘法拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
其中，步骤S21中所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow通过以下公式获得：
其中，w为切削宽度。
其中，步骤S21中所述待测金属材料的有效塑性应变εeff通过以下公式获得：
其中，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
其中，步骤S21中所述等效塑性应变率通过以下公式获得：
其中，V为所述盘铣刀的切削速度，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
其中，步骤S21中所述待测金属材料的一致温度T*通过以下公式获得：
其中，T0为室温温度，TM为所述金属材料融化温度，Fs为剪切力，η为在剪切区发生的塑性变形功占总变形功的比例，β为传递到工件的热量分数，ρ为工件材料的密度，S为工件材料的比热容，w为切削宽度，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
本发明实施例提供的一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法，通过构建特定的正交铣削实验，切削过程中力学模型稳定简单，使得进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc更加容易获得，进而使得待测金属材料的J-C本构方程更加容易获得，同时，由于通过切削实验来获取金属材料的J-C本构方程，使得获得的金属材料的J-C 本构方程更加准确，能适用于大应变、高应变率以及高温下的流变行为研究。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于正交铣削实验的金属材料J-C 本构方程获取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种侧刃正交铣削的三维示意图；
图3为图2所述侧刃正交铣削的俯视图；
图4为图2所述侧刃正交铣削中切削点的受力示意图；
图5为本发明实施例提供的一种底刃正交铣削的三维示意图；
图6为图5所述底刃正交铣削的切削点的受力示意图；
图7为本发明实施例提供的卡片切削模型；
图8为本发明实施例提供的Oxley正交切削模型示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在不同的切削参数下，通过改变切削速度V与进给量t1(即未变形切屑厚度)，测量实验过程中的三向切削力Fx、Fy、Fz和切削后的切屑厚度t2以获取进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc，再用正交切削中的力学理论计算出σflow、εeff、T*的值作为求取材料J-C本构方程的拟合点，拟合出金属材料J-C本构参数A、B、n、C、m，进而得到所述待测金属材料的J-C本构方程。
图1为本发明实施例提供的一种基于正交铣削实验的金属材料J-C 本构方程获取方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法，所述方法包括：
S1，选取多个不同的铣削参数，分别采用盘铣刀对由待测金属材料制成的工件进行侧刃正交铣削或底刃正交铣削，获取所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中预设时刻的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc；
其中，所述盘铣刀刀片的轴向前角为αp为0°，所述盘铣刀刀片的径向前角αf为0°；当进行侧刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为圆弧面，且所述圆弧面的中心轴与所述盘铣刀的旋转轴重合，当进行底刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为扇环形，且所述扇环形的圆心位于所述盘铣刀的旋转轴上；
S2，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft和剪切角φc，获取所述待测金属材料的J-C本构方程。
具体地，在对所述工件进行正交铣削前，将工件通过螺母等工装紧连接在动态三向侧力仪上，用于测量并记录正交铣削过程中各点的三向力。将所述盘铣刀刀片的轴向前角αp设置为0°，所述盘铣刀刀片的径向前角αf设置为0°，以保证铣削过程为正交铣削。
如图2-4所示，对所述待测工件进行侧刃正交铣削，工件为待测金属材料制成的长宽为0.4D×0.2D，厚度为0.02D的金属板，其中D为盘铣刀刀盘的直径。工件的尺寸不限于上述要求，只需工件厚度小于刀片刃长，实现单刃的二维切削，保证切削历程符合二维切削热力学模型。工件上打定位孔，方便于安装在三维动态测力仪上，用于测量并记录正交切削过程中各点的三向力。所使用的刀具为直径D的盘铣刀其安装刀片后的工作轴向前角αp为0°，安装刀片后的径向前角αf为0°，保证切削为正交切削，盘铣刀上只对称安装两片刀片，实现只有一个侧刃参与二维正交切削。实验工件通过螺母安装于动态三维测力仪上，工件被切削面平行于测力仪边线且被切削面关于测力仪边线对称中心线对称，实现工件与测力仪的紧密连接。工件切削面被铣削后，形成圆弧加工面，该圆弧加工面的中心轴与盘铣刀的旋转轴重合，盘铣刀沿着圆弧面的对称中心线进给，如上图所示，这样的进给方向便于所述三向切削力的获取，同时也可以保证在一个切削历程中切削产生的切削厚度t2不变，简化计算。
如图5-6所示，对所述待测工件进行底刃正交铣削，工件为待测金属材料制成的在方形块料0.6D×0.6D×0.4D上的中部铣出了一个直径为 D、高度为0.2D、厚度为0.02D的圆弧凸台的样件，其中D为刀盘的直径。工件的尺寸不限于上述要求，只需工件圆弧凸台宽度小于刀片刃长，实现单刃的二维切削，保证切削历程符合二维切削热力学模型，工件上打定位孔，方便于安装在三维动态测力仪上，用于测量并记录正交切削过程中各点的三向力。所使用的刀具为直径D的盘铣刀其安装刀片后的工作轴向前角αp为0°，安装刀片后的径向前角αf为0°，保证切削为正交切削，盘铣刀上只对称安装两片刀片，实现只有一个底刃参与二维正交切削。实验工件如上图所示通过螺母安装于动态三维测力仪上，工件底面边线与测力仪边线平行并位于测力仪台面的中心位置，实现工件与测力仪的紧连接。工件待铣削圆弧凸台面的中心轴与盘铣刀的旋转轴重合，盘铣刀沿着z轴进给，如上图所示，这样的进给方向便于所述三向切削力的获取，同时也可以保证在一个切削历程中切削产生的切削厚度t2不变，简化计算。
本发明实施例提供的一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法，通过构建特定的正交铣削实验，切削过程中力学模型稳定简单，使得进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc更加容易获得，进而使得待测金属材料的J-C本构方程更加容易获得，同时，由于通过铣削实验来获取金属材料的J-C本构方程，使得获得的金属材料的J-C 本构方程更加准确，能适用于更大范围的应变力和温度。
基于上述实施例，如图4所示，当对所述待测工件进行侧刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
所述剪切角φc通过以下公式获得：
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2为切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力，此时 Fz为0；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
基于上述实施例，如图6所示，当对所述待测工件进行底刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
所述剪切角φc通过以下公式获得：
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
基于上述实施例，所述预设时刻为所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中任意一个加工历程完成一半的时刻。
具体地，由于无论是侧刃切削还是底刃切削，一个切削历程中，将动态三向测力仪侧得的所述三向力分别在以时间为横坐标，力的大小为纵坐标的坐标系中表示出来，那么所有时刻三向力对应点的线关于所述切削时间的中间时刻对称。
当对所述待测工件进行侧刃正交铣削时，θr＝90°，则所述进给力 Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
当对所述待测工件进行底刃正交铣削时，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
基于上述实施例，步骤S2具体包括：
S21，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc，获取多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*；
S22，对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
基于上述实施例，步骤S22具体为：
对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行最小二乘法拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
具体地，可以采用Matlab软件对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行最小二乘法拟合，得出所述待测金属的J-C本构方程。
在上述实施例中，步骤S21中所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow通过以下公式获得：
其中，w为切削宽度。
在上述实施例中，步骤S21中所述待测金属材料的有效塑性应变εeff通过以下公式获得：
其中，当进行侧刃正交铣削时α0为αp，当进行底刃正交铣削时α0为αf。
在上述实施例中，步骤S21中所述等效塑性应变率通过以下公式获得：
其中，V为所述盘铣刀的进给速度，t1为所述盘铣刀的进给量，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
在上述实施例中，步骤S21中所述待测金属材料的一致温度T*通过以下公式获得：
其中，T0为室温温度，TM为所述金属材料融化温度，Fs为剪切力，η为在剪切区发生的塑性变形功占总变形功的比例，β为传递到工件的热量分数，ρ为工件材料的密度，S为工件材料的比热容，w为切削宽度，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
具体地，如图7-8所示，本发明实施例中各变量的求解基于Oxley 的正交切削模型；剪切面上的剪切应变的计算基于卡片切削模型，其中，如图8所示：FR为切削力合力，N为前刀面上的法向力，F为前刀面上的摩擦力，λ为FR与N的夹角；FN为剪切面上的法向力，θ为FS与 FR的夹角。
剪切面上剪切应变的计算公式：
其中γab为剪切面ab的剪切应变，Δs为剪切面的剪切滑移距离，Δy 为剪切区的厚度。
其等效塑性应变：
根据剪切应变率的计算公式：
其中Δt为剪切滑移距离所对应的时间，由于剪切区的厚度Δy非常小，上式表明剪切应变率非常大，采用薄剪切平面近似的方法对金属切削宏观机理的分析是非常必要的，为了在实际切削过程中应用和进行大致的预测，近似认为剪切区的厚度Δy和剪切平面的长度Lab满足：
Δy＝0.15～0.2Lab
其中t1为未变形切屑厚度(即进给量)，所以剪切应变率为：
则其等效塑性应变率为：
(a)温度T的理论求解
切削平面的平均温度计算公式如下：
Tab＝T0+ηΔTsz
Tab为剪切面上平均温度，T0为工件的初始温度，η为在剪切区发生的塑性变形功占总变形功系数取值0-1(初步记为0.9)，ΔTsz为总的切屑变形塑性功理论上带来的温度升高。ΔTsz为：
β为传递到工件的热量分数，ρ为工件材料的密度；S为工件材料的比热容；t1为材料的未切削切屑厚度；w为切削宽度。
β的取值的经验公式:
β＝0.5-0.35lg(RTtanφc),当0.04≤RTtanφc≤10
β＝0.3-0.15lg(RTtanφc),当RTtanφc≥10
无量纲的热力学常数RT计算如下：
RT＝ρSVt1/K
V为切削速度，K是工件的热导率。
(b)米泽斯流动应力σflow的求解方法
剪切面上剪切应力为：
其中As为剪切平面的面积，剪切应力计算公式具体如下：
Ff沿切削速度方向的切削力(进给力)，Ft垂直于切削速度沿工件方向的切削力(背向力)；
有效应力σeff计算公式如下：
即流动应力计算如下：
(c)其他基本参量的求解
剪切力求解公式：
FS＝Ffcosφc-Ftsinφc
剪切角计算公式：
切屑厚度比计算公式：
t1为未变形切屑厚度，t2为切屑厚度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于正交铣削实验的金属材料J-C本构方程获取方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，选取多个不同的铣削参数，分别采用盘铣刀对由待测金属材料制成的工件进行侧刃正交铣削或底刃正交铣削，获取所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中预设时刻的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc；
其中，所述盘铣刀刀片的轴向前角αp为0°，所述盘铣刀刀片的径向前角αf为0°；当进行侧刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为圆弧面，且所述圆弧面的中心轴与所述盘铣刀的旋转轴重合，当进行底刃正交铣削时，所述工件的待铣削面为扇环形，且所述扇环形的圆心位于所述盘铣刀的旋转轴上；
S2，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft和剪切角φc，获取所述待测金属材料的J-C本构方程。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当对所述待测工件进行侧刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
<mfenced open = "{" close = "">
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</msub>
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<mi>x</mi>
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<mi>r</mi>
</msub>
</mrow>
</mtd>
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<mtr>
<mtd>
<mrow>
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<mi>F</mi>
<mi>t</mi>
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<mo>=</mo>
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</msub>
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</mtr>
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所述剪切角φc通过以下公式获得：
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<msub>
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<msub>
<mi>t</mi>
<mn>2</mn>
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<msub>
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<mi>f</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2为切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力，此时Fz为0；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当对所述待测工件进行底刃正交铣削时，步骤S1中，所述进给力Ff、背向力Ft通过以下公式获得：
<mfenced open = "{" close = "">
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<mtr>
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<mi>F</mi>
<mi>f</mi>
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</mtr>
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所述剪切角φc通过以下公式获得：
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<mn>1</mn>
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<msub>
<mi>sin&alpha;</mi>
<mi>p</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，t1为所述盘铣刀的进给量，t2切屑厚度；Fx、Fy和Fz分别为三维坐标系中的对应的x向切削力、y向切削力和z向切削力；θr为切削发生位置相对于y正方向平面的夹角。
4.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述预设时刻为所述多个不同的铣削参数对应的加工历程中任意一个加工历程完成一半的时刻。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
S21，基于所述多个不同的铣削参数对应的进给力Ff、背向力Ft以及剪切角φc，获取多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*；
S22，对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S22具体为：
对所述多组所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow、有效塑性应变εeff、等效塑性应变率以及一致温度T*进行最小二乘法拟合，获取所述待测金属的J-C本构方程。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S21中所述待测金属材料的米泽斯流动应力σflow通过以下公式获得：
<mrow>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mrow>
<mi>f</mi>
<mi>l</mi>
<mi>o</mi>
<mi>w</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mn>3</mn>
</msqrt>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>F</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<msub>
<mi>cos&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>F</mi>
<mi>t</mi>
</msub>
<msub>
<mi>sin&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
<msub>
<mi>sin&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<msub>
<mi>t</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mi>w</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，w为切削宽度。
8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S21中所述待测金属材料的有效塑性应变εeff通过以下公式获得：
<mrow>
<msub>
<mi>&epsiv;</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>f</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>cos&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mn>2</mn>
<msqrt>
<mn>3</mn>
</msqrt>
<msub>
<mi>sin&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
9.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S21中所述等效塑性应变率通过以下公式获得：
<mrow>
<mover>
<msup>
<mi>&epsiv;</mi>
<mo>*</mo>
</msup>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>V</mi>
<mi> </mi>
<msub>
<mi>sin&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<msub>
<mi>cos&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<msqrt>
<mn>3</mn>
</msqrt>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>0.15</mn>
<mo>~</mo>
<mn>0.2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>t</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，V为所述盘铣刀的切削速度，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
10.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤S21中所述待测金属材料的一致温度T*通过以下公式获得：
<mrow>
<msup>
<mi>T</mi>
<mo>*</mo>
</msup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>&eta;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
<mi>&beta;</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>F</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<msub>
<mi>cos&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<msub>
<mi>&rho;St</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mi>w</mi>
<mi> </mi>
<mi>cos</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&phi;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&alpha;</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mi>M</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，T0为室温温度，TM为所述金属材料融化温度，Fs为剪切力，η为在剪切区发生的塑性变形功占总变形功的比例，β为传递到工件的热量分数，ρ为工件材料的密度，S为工件材料的比热容，w为切削宽度，当进行侧刃正交铣削时α0等于αp，当进行底刃正交铣削时α0等于αf。
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