CN113051740B - 一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，通过按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，并根据当前进给量和刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓，并计算加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度，以对理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓，充分考虑切削力根据切削面积变化不恒定的问题，以提升加工件三维形貌仿真的准确性。

Description

一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域，具体涉及一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法。

背景技术

在超精密加工领域，加工件表面形貌仿真结果的准确性，直接影响到对加工件切削加工参数的设定，而切削加工参数的设定直接决定了加工件的加工精度。由技术水平和认知程度的局限，早期对加工件切削加工参数的设定主要集中在二维轮廓参数的测量和评价。随着模拟技术、测量技术和计算机技术的发展，对加工表面形貌进行仿真时加入了新的加工参数，如切削加工刀具几何形状、最小切削厚度、塑性测流以及弹性恢复等，可以进一步提升仿真结果的准确性。但在超精密动态切削过程中，切削加工刀具的切削力会根据切削面积发生变化，并不是恒定的力，切削力的变化会进一步导致切削加工刀具轨迹的变化，影响三维形貌。现有的仿真方法并没有考虑到这一点，影响了三维形貌仿真的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前对加工件进行三维仿真的方法没有考虑到切削加工刀具在超精密动态切削过程中，切削力会根据切削面积发生变化并不恒定，影响了三维形貌仿真的准确性。因此，本发明提供一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，综合考虑切削加工刀具几何形状、最小切削厚度、塑性测流以及弹性恢复等加工参数，并在此基础上根据切削力的动态变化实时调整加工参数，提升加工件三维形貌仿真的准确性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，包括：

获取加工件的几何模型，并根据所述获取对刀具预先设置好的每一转的进给量作为预设进给量；

根据所述加工件的几何模型建立加工件表面粗糙度与所述预设进给量间的几何关系，确定刀具的刀尖圆弧半径；

按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，并根据所述当前进给量和所述刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓；

计算所述加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度；

获取加工件表面粗糙度，并基于所述实际轮廓高度对所述理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓。

进一步地，所述根据所述当前进给量和所述刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓，包括：

根据0值和所述预设进给量确定进给量范围，并将所述进给量范围的中间值作为进给量分割值；

当当前进给量大于零且小于所述进给量分割值，则通过第一理论形貌轮廓构建公式对所述刀尖圆弧半径和所述当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓；

当当前进给量大于所述进给量分割值且小于所述预设进给量，则通过第二理论形貌轮廓构建公式对所述刀尖圆弧半径和所述当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓；

所述第一理论形貌轮廓构建公式和所述第二理论形貌轮廓构建公式具体为：

其中，z(x)表示加工件的理论表面轮廓，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径，x表示当前进给量，f表示每一转的进给量。

进一步地，所述实际轮廓高度计算公式具体为：

R_p＝k₁lnχ+k₂

其中，R_p表示实际轮廓高度，k₁和k₂表示轮廓高度与侧向塑流的实验系数、χ表示侧向塑流的流变系数。

进一步地，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

获取加工件的材料塑性形变量和材料弹性形变量，基于所述材料塑性形变量和所述材料弹性形变量计算侧向塑流的流变系数；

所述流变系数的计算公式为：

其中，ε_e表示加工件的材料弹性形变量，ε_p表示加工件的材料塑性形变量，E表示加工件的材料弹性模量，θ表示划痕测试的半顶角，cotθ表示加工件的塑性形变量，表示切削过程中金属的平均流动应力，e表示有应变梯度强化的平均流动应力和没有应变梯度强化的平均流动应力的比值。

进一步地，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

计算刀具的平均切削力，并通过金属的平均流动应力计算公式计算得到切削过程中金属的平均流动应力；

所述平均流动应力计算公式具体为：其中，

其中，表示刀具的平均切削力，F_y表示径向切削力，β_n表示摩擦角，表示刀具的法向剪切角，α_n表示刀具的法向前角，t表示未变形切削厚度，w表示切削深度，即未变形切削厚度与变形切削厚度之和；

所述摩擦角其中，F_z表示轴向切削力。

进一步地，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积；

获取加工件的去除面积与轴向切削力的相关系数作为轴向切削力相关系数，基于所述有效去除面积和所述轴向切削力相关系数计算轴向切削力；

获取加工件的去除面积与径向切削力的相关系数作为径向切削力相关系数，基于所述有效去除面积和所述径向切削力相关系数计算径向切削力；

其中，计算所述轴向切削力的公式为：

F_z＝λ_c1*S_c，其中，F_z表示轴向切削力，λ_c1表示轴向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积；

计算所述径向切削力的公式为：

F_y＝λ_c2*S_c，其中，F_y表示径向切削力，λ_c2表示径向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积。

进一步地，所述获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积，包括：

获取主轴每分钟的转速、刀具每一转的进给量、加工件切削位置的圆弧半径和切削深度，通过加工件有效去除面积计算公式计算得到加工件每分钟的有效去除面积；

所述加工件有效去除面积计算公式具体为S_c＝n*π*D*f*w，其中，S_c表示加工件每分钟的有效去除面积，n表示主轴每分钟的转速，D表示加工件切削位置的圆弧半径，f表示刀具每一转的进给量，w表示切削深度。

进一步地，所述获取加工件表面粗糙度，并基于所述实际轮廓高度对所述理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓，包括：

调用实际形貌轮廓计算公式对所述加工件表面粗糙度、所述实际轮廓高度和所述理论形貌轮廓进行计算，构建加工件的实际形貌轮廓；

所述实际形貌轮廓计算公式具体为：其中，z_1(x)表示加工件的实际形貌轮廓，z_(x)表示加工件的理论形貌轮廓，R_p表示实际轮廓高度，R_th表示加工件的表面粗糙度，n1表示加工件表面的弹性恢复量。

进一步地，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

通过刀具每一转的进给量和刀具的刀尖圆弧半径，计算得到加工件的表面粗糙度，其计算公式具体为：

其中，R_th表示加工件的表面粗糙度，f表示刀具每一转的进给量，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径。

进一步地，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

考虑弹性恢复的影响，通过获取加工件的材料硬度、与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数、加工件的材料弹性模量和切削加工刀具的锋利度，计算加工件表面的弹性恢复量，其计算公式具体为：

其中，n₁表示加工件表面的弹性恢复量，H表示与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数，K表示加工件的材料硬度，r_n表示切削加工刀具的锋利度，E表示加工件的材料弹性模量。

本发明提供的一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，通过按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，并根据当前进给量和刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓，并计算加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度，以对理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓，充分考虑切削力根据切削面积变化不恒定的问题，以提升加工件三维形貌仿真的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法的流程图。

图2为图1中步骤S20的一具体流程图。

图3为本发明一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法的另一流程图。

图4为本发明一具体实施例中加工件的理论形貌轮廓图。

图5为本发明一具体实施例中加工件的理论形貌轮廓和实际形貌轮廓的对比图。

图6为本发明一具体实施例中刀具在对理论形貌轮廓切削时对应的二维理论轨迹图。

图7是本发明一具体实施例中刀具在对实际形貌轮廓切削时对应的二维理论轨迹图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，具体包括如下步骤：

S10：获取加工件的几何模型，并获取对刀具预先设置好的每一转的进给量作为预设进给量f。

S20：根据加工件的几何模型建立加工件表面粗糙度与预设进给量间的几何关系，确定刀具的刀尖圆弧半径。

S30：按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，并根据当前进给量和刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓。

具体地，按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，然后根据当前进给量和刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓。

加工件在切削加工过程中，可以看作是刀具轨迹以及刀具形貌反映到加工件表面的一个过程。根据加工件几何模型和实际对加工件的观察，当转速恒定时，刀具的二维理论轨迹是螺旋线，即在切削过程中，刀具会重复执行每转的进给量进行切削。

本实施例中，当当前进给量处于不同阶段时，其对应构建理论形貌轮廓的方法不一致。本实施例以预设进给量的1/2作为划分不同阶段的分割值，当当前进给量没有超过上述分割值时，则通过第一理论形貌轮廓构建公式构建加工件的理论形貌轮廓；当当前进给量超过上述分割值时，则通过第二理论形貌轮廓构建公式构建加工件的理论形貌轮廓，理论形貌轮廓具体如图4所示。

进一步地，第一理论形貌轮廓构建公式和第二理论形貌轮廓构建公式具体为：

其中，z(x)表示加工件的理论表面轮廓，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径，x表示当前进给量，f表示每一转的进给量。

S40：计算加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度。

其中，侧向塑流指工件在实际切削加工时，刀具和加工件的材料之间的接触应力较大，接触的材料发生了塑性变形，当刀具移走后，为了释放应力，材料将流向刀具的后切削刃的过程，该过程为侧向的塑性流动。考虑侧向塑流导致材料流向两侧，对加工件的表面形貌高度产生影响，进一步影响加工件表面粗糙度，因此，需要考虑侧向塑流影响，重新计算加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度。

具体地，侧向塑流会使得加工件产生弹性形变和塑性形变。

首先通过划痕实验得到计算塑性形变量的公式为：ε_p＝cotθ，其中，ε_p表示加工件的材料塑性形变量，θ表示划痕测试切削加工刀具的半顶角。

计算弹性形变量的公式为：其中，ε_e加工件的材料弹性形变量，σ_y表示测试金属的屈服强度，E表示加工件的材料弹性模量。

然后通过对塑性形变量ε_p和弹性形变量ε_e进行计算，得到侧向塑流的流变系数χ。侧向塑流的流变系数χ的计算公式具体为：

进一步地，由于刀具两侧的材料对应的应变梯度强化的影响应力不同，上述流变系数χ的计算公式应改写为：

其中，表示切削过程中金属的平均流动应力，e表示有应变梯度强化的平均流动应力和没有应变梯度强化的平均流动应力的比值。

进一步地，切削过程中金属的平均流动应力的计算公式具体为：

其中，

其中，表示刀具的平均切削力，F_y表示径向切削力，β_n表示摩擦角，表示刀具的法向剪切角，α_n表示刀具的法向前角，t表示未变形切削厚度，w表示切削深度，即未变形切削厚度与变形切削厚度之和。

摩擦角其中，F_z表示轴向切削力。

最后，调用实际轮廓高度计算公式，并根据上述计算侧向塑流的流变系数的参数对实际轮廓高度计算公式进行改写，得到实际轮廓高度。

其中，实际轮廓高度计算公式具体为：

R_p＝k₁lnχ+k₂

其中，R_p表示实际轮廓高度，k₁和k₂表示轮廓高度与侧向塑流的实验系数，为通过实验标定得到的系数。χ表示侧向塑流的流变系数。

进一步地，k₁、k₂获取的具体方法为：通过获取多组(χ，R_p)数据并进行相关曲线拟合得到。

根据上述计算侧向塑流的流变系数的参数对实际轮廓高度计算公式进行改写，改写得到的实际轮廓高度计算公式为：

其中，R_p表示实际轮廓高度，k₁和k₂表示轮廓高度与侧向塑流的流变系数、E表示加工件的材料弹性模量、θ表示划痕测试的半顶角、cotθ表示加工件的塑性形变量，t表示未变形切削厚度、w表示切削深度、表示刀具的法向剪切角、F_y表示径向切削力、F_z表示横向切削力。

S50：获取加工件表面粗糙度，并基于实际轮廓高度对理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓。

具体地，加工表面经过塑性流动后形貌和理论形貌轮廓相似，结合弹性恢复，得到实际形貌轮廓的计算公式具体为：

其中，z_1(x)表示加工件的实际形貌轮廓，z_(x)表示加工件的理论形貌轮廓，R_p表示实际轮廓高度，R_th表示加工件的表面粗糙度，n1表示加工件表面的弹性恢复量。

进一步地，通过刀具每一转的进给量和刀具的刀尖圆弧半径，计算得到加工件的表面粗糙度，其计算公式具体为：

其中，R_th表示加工件的表面粗糙度，f表示刀具每一转的进给量，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径。

进一步地，加工件表面在切削加工过程中无法避免的会产生弹性变形和弹性恢复，在超精密加工中，弹性恢复对于表面粗糙度的影响不可以忽略。因此，本实施例考虑弹性恢复的影响，通过获取加工件的材料硬度、与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数、加工件的材料弹性模量和切削加工刀具的锋利度，计算加工件表面的弹性恢复量，其计算公式具体为：

其中，n₁表示加工件表面的弹性恢复量，H表示与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数，K表示加工件的材料硬度，r_n表示切削加工刀具的锋利度，E表示加工件的材料弹性模量。

进一步地，为便于后续对其他加工件进行切削加工，本实施例在得到实际形貌轮廓的计算公式后，对实际形貌轮廓的计算公式进行二次函数拟合，拟合函数为z_1(x)＝Ax²+b。

加工件的形貌轮廓关于最低点对称，为方便计算，将加工件的形貌轮廓最低点作为坐标原点，则b＝0，x的边界条件为的边界条件为R_th。拟合函数中的

进一步地，如图2所示，步骤S30，根据当前进给量和刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓，具体包括如下步骤：

S31：根据0值和预设进给量确定进给量范围，并将进给量范围的中间值作为进给量分割值。

具体地，根据0值和预设进给量确定进给量范围，即[0，f]。本实施例中一个进给量范围包括多个当前进给量。

S32：当当前进给量大于零且小于进给量分割值，则通过第一理论形貌轮廓构建公式对刀尖圆弧半径和当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓。

S33：当当前进给量大于进给量分割值且小于预设进给量，则通过第二理论形貌轮廓构建公式对刀尖圆弧半径和当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓。

进一步地，第一理论形貌轮廓构建公式和第二理论形貌轮廓构建公式具体为：

其中，z(x)表示加工件的理论表面轮廓，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径，x表示当前进给量，f表示每一转的进给量。

进一步地，获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积，包括：

获取主轴每分钟的转速、刀具每一转的进给量、加工件切削位置的圆弧半径和切削深度ap，通过加工件有效去除面积计算公式计算得到加工件每分钟的有效去除面积。

加工件有效去除面积计算公式具体为S_c＝n*π*D*f*w，其中，S_c表示加工件每分钟的有效去除面积，n表示主轴每分钟的转速，D表示加工件切削位置的圆弧半径，f表示刀具每一转的进给量，w表示切削深度。

进一步地，如图3所示，该动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括如下步骤：

S41：获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积。

S42：获取加工件的去除面积与轴向切削力的相关系数作为轴向切削力相关系数，基于有效去除面积和轴向切削力相关系数计算轴向切削力。其中，计算轴向切削力的公式为：

F_z＝λ_c1*S_c，其中，F_z表示轴向切削力，λ_c1表示轴向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积。

S43：获取加工件的去除面积与径向切削力的相关系数作为径向切削力相关系数，基于有效去除面积和径向切削力相关系数计算径向切削力。其中，计算径向切削力的公式为：

F_y＝λ_c2*S_c，其中，F_y表示径向切削力，λ_c2表示径向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积。

为进一步证明本发明的仿真方法的准确性，如图5所示为一加工件的理论形貌轮廓和实际形貌轮廓的对比图。图6为刀具在对理论形貌轮廓切削时对应的二维理论轨迹图，图7为刀具在对实际形貌轮廓切削时对应的二维理论轨迹图。其中，该图的横坐标为当前进给量，纵坐标为加工件的实际形貌轮廓。通过对比图6与图7，可看出考虑侧向塑流等影响因素后，加工件的表面粗糙度增大，刀具的切削轨迹变化的规律性降低，仿真得到的切削效果更佳贴合实际，有效提高了三维形貌仿真的准确性。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，其特征在于，包括：

获取加工件的几何模型，并获取对刀具预先设置好的每一转的进给量作为预设进给量；

根据所述加工件的几何模型建立加工件表面粗糙度与所述预设进给量间的几何关系，确定刀具的刀尖圆弧半径；

按照仿真离散时间间隔获取当前时刻的进给量作为当前进给量，并根据所述当前进给量和所述刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓；

计算所述加工件在侧向塑流影响下的轮廓高度作为实际轮廓高度；

获取加工件表面粗糙度，并基于所述实际轮廓高度对所述理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓；

所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积；

获取加工件的去除面积与轴向切削力的相关系数作为轴向切削力相关系数，基于所述有效去除面积和所述轴向切削力相关系数计算轴向切削力；

获取加工件的去除面积与径向切削力的相关系数作为径向切削力相关系数，基于所述有效去除面积和所述径向切削力相关系数计算径向切削力；

其中，计算所述轴向切削力的公式为：

F_z＝λ_c1*S_c，其中，F_z表示轴向切削力，λ_c1表示轴向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积；

计算所述径向切削力的公式为：

F_y＝λ_c2*S_c，其中，F_y表示径向切削力，λ_c2表示径向切削力相关系数，S_c表示加工件的有效去除面积；

所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

考虑弹性恢复的影响，通过获取加工件的材料硬度、与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数、加工件的材料弹性模量和切削加工刀具的锋利度，计算加工件表面的弹性恢复量，其计算公式具体为：

其中，n₁表示加工件表面的弹性恢复量,H表示与加工件的材料属性相关的弹性恢复系数，K表示加工件的材料硬度，r_n表示切削加工刀具的锋利度，E表示加工件的材料弹性模量；

所述获取动态切削过程中加工件每分钟的有效去除面积，包括：

获取主轴每分钟的转速、刀具每一转的进给量、加工件切削位置的圆弧半径和切削深度，通过加工件有效去除面积计算公式计算得到加工件每分钟的有效去除面积；

所述加工件有效去除面积计算公式具体为S_c＝n*π*D*f*w，其中，S_c表示加工件每分钟的有效去除面积，n表示主轴每分钟的转速，D表示加工件切削位置的圆弧半径，f表示刀具每一转的进给量，w表示切削深度；

所述获取加工件表面粗糙度，并基于所述实际轮廓高度对所述理论形貌轮廓进行调整，构建加工件的实际形貌轮廓，包括：

调用实际形貌轮廓计算公式对所述加工件表面粗糙度、所述实际轮廓高度和所述理论形貌轮廓进行计算，构建加工件的实际形貌轮廓；

所述实际形貌轮廓计算公式具体为：其中，z_1(x)表示加工件的实际形貌轮廓，z_(x)表示加工件的理论形貌轮廓，R_p表示实际轮廓高度，R_th表示加工件的表面粗糙度，n1表示加工件表面的弹性恢复量；

所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

通过刀具每一转的进给量和刀具的刀尖圆弧半径，计算得到加工件的表面粗糙度，其计算公式具体为：

其中，R_th表示加工件的表面粗糙度，f表示刀具每一转的进给量，r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径。

2.根据权利要求1所述的一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，其特征在于，所述根据所述当前进给量和所述刀具的刀尖圆弧半径构建加工件的理论形貌轮廓，包括：

根据0值和所述预设进给量确定进给量范围，并将所述进给量范围的中间值作为进给量分割值；

当当前进给量大于零且小于所述进给量分割值，则通过第一理论形貌轮廓构建公式对所述刀尖圆弧半径和所述当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓；

当当前进给量大于所述进给量分割值且小于所述预设进给量，则通过第二理论形貌轮廓构建公式对所述刀尖圆弧半径和所述当前进给量进行计算，构建加工件的理论形貌轮廓；

所述第一理论形貌轮廓构建公式和所述第二理论形貌轮廓构建公式具体为：

其中，z(x)表示加工件的理论表面轮廓,r_e表示切削加工刀具的刀尖圆弧半径，x表示当前进给量，f表示每一转的进给量。

3.根据权利要求1所述的一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，其特征在于，所述实际轮廓高度计算公式具体为：

R_p＝k₁ lnχ+k₂

其中，R_p表示实际轮廓高度，k₁和k₂表示轮廓高度与侧向塑流的实验系数、χ表示侧向塑流的流变系数。

4.根据权利要求3所述的一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，其特征在于，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

获取加工件的材料塑性形变量和材料弹性形变量，基于所述材料塑性形变量和所述材料弹性形变量计算侧向塑流的流变系数；

所述流变系数的计算公式为：

其中，ε_e表示加工件的材料弹性形变量，ε_p表示加工件的材料塑性形变量，E表示加工件的材料弹性模量，θ表示划痕测试的半顶角，cotθ表示加工件的塑性形变量，表示切削过程中金属的平均流动应力，e表示有应变梯度强化的平均流动应力和没有应变梯度强化的平均流动应力的比值。

5.根据权利要求4所述的一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法，其特征在于，所述一种超精密动态切削加工过程的三维形貌仿真方法还包括：

计算刀具的平均切削力，并通过金属的平均流动应力计算公式计算得到切削过程中金属的平均流动应力；

所述平均流动应力计算公式具体为：其中，

其中，表示刀具的平均切削力，F_y表示径向切削力，β_n表示摩擦角，表示刀具的法向剪切角，α_n表示刀具的法向前角，t表示未变形切削厚度，w表示切削深度，即未变形切削厚度与变形切削厚度之和；

所述摩擦角其中，F_z表示轴向切削力。

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