(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 202211252365.4 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区2 号大街 (72)发明人 倪敬　张浩翰　江思宣　陈梦铃　 何子涵　毋少峰　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 陈炜 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 植绒拉刀的植绒区域智能优化方法及拉刀 参数化建模方法 (57)摘要 本发明公开了一种植绒拉刀的植绒区域智 能优化方法及拉刀参数化建模 方法。 该优化方法 如下： 1.设定被优化植绒拉刀前刀面上的初始植 绒区域。 2.对基础刀齿进行拉削热 ‑力耦合仿真， 得到刀具磨损分布情况； 3.根据刀具磨损云图中 的刀具磨损坐标点数据进行逆向寻点， 得到对应 的云图数据文件。 4.将云图数据文件导入曲面构 造软件， 拟合得到刀具磨损曲线并构建出刀具磨 损网格曲面。 5.在被优化植绒拉刀的前刀面选取 与步骤4得到的刀具磨损网格曲面对应的区域作 为额外植绒区域。 再将初始植绒区域与额外植绒 区域的并集作为最终的植绒区域， 所得植绒拉刀 能够有效减小了拉刀刀齿在拉削过程中局部磨 损过于剧烈的问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115544689 A 2022.12.30 CN 115544689 A 1.一种植 绒拉刀的植 绒区域智能优化方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1、 设定被优化 植绒拉刀前刀面上的初始植 绒区域； 步骤2、 对基础刀齿进行拉削热 ‑力耦合仿真， 得到温度场以及刀具磨损分布情况， 得到 处理得到的刀具磨损云图以及刀具磨损 ‑时间曲线； 基础刀齿为除不进行植绒外其余参数 均与被优化 植绒拉刀一 致的单齿拉刀； 步骤3、 根据刀具磨损云图中的刀具磨损坐标点数据进行逆向寻点， 得到对应的云图数 据文件； 步骤4、 将步骤3得到的云图数据文件导入曲面构造软件， 拟合得到刀具磨损曲线并构 建出刀具磨损网格曲面； 在被优化植绒拉刀的前刀面选取与步骤4得到的刀具磨损网格曲面对应的区域作为额 外植绒区域； 取初始植绒区域与额外植绒区域的并集作为被优化植绒拉刀的最终植绒区 域， 得到优化后的植 绒拉刀。 2.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒 区域智能优化方法， 其特征在于： 所述的 初始植绒区域包括沿着拉刀切削刃方向依次等间隔排列的若干个植 绒分区。 3.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒 区域智能优化方法， 其特征在于： 所述的 曲面构造软件采用UG软件； 步骤4中具体采用非线性最小二乘法联合特征向量估算法， 利用 NURBS网格控制曲线拟合出刀具磨损曲线。 4.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒区域智能优化方法， 其特征在于： 步骤2 中， 提取刀具磨损云图 以及刀具磨损 ‑时间曲线的同时收集刀具磨损数据； 刀具磨损数据包 括剪切应力、 切削负载和温度 ‑时间曲线。 5.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒区域智能优化方法， 其特征在于： 步骤3 中， 使用MATLAB数据分析软件进行逆向寻点； 所述的云图数据文件具体为拉削仿真时的第 一时间步相应的云图数据文件。 6.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒区域智能优化方法， 其特征在于： 步骤5 执行后， 对优化后的植绒拉刀进行拉削热 ‑力耦合仿真； 仿真设置参数与步骤2中对基础刀 齿的仿真设置参数一致， 得到优化后的植绒拉刀对应的刀具磨损云图； 根据刀具磨损云图 对最终植绒区域上不同位置的植绒间距进 行调节， 进一步减少植绒拉刀前刀面的局部不均 匀磨损。 7.根据权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒区域智能优化方法， 其特征在于： 步骤5 执行后， 对优化后的植绒拉刀进 行强度校核， 检测植绒拉刀的强度是否满足切削要求； 若不 满足， 则调整植 绒拉刀的参数。 8.一种植绒拉刀的拉刀参数化建模方法， 其特征在于： 包括以下步骤： 步骤一、 设定多 个不同型号的植绒拉刀的拉刀结构参数； 拉刀结构参数包括拉刀本体参数、 植绒参数和拉 刀工况参数； 步骤二、 依据如权利要求1所述的一种植绒拉刀的植绒区域智能优化方法对步骤一设 定的各型号的植绒拉刀进 行优化； 并利用优化后的各植绒拉刀的拉刀结构参数及其仿 真得 到的数据构建数据库； 步骤三、 建立利用Visual  Basic软件启动三维建模软件并逐步构 建植绒拉刀 整体模型 的自动建模程序；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544689 A 2步骤四、 利用Visual  Basic软件提供的控件创建设计界面； 设计界面包括工况输入界 面和参数生成页面； 工况输入界面用于设定拉削工况参数和被调用的数据库； 拉削工况参 数包括拉床型号、 拉刀型号和拉削阶段； 参数生成页面用于在植绒拉刀整体模型建立后调 整拉刀本体参数和植 绒参数， 以更新 植绒拉刀整体模型； 步骤五、 利用Visual  Basic软件构 建用于对植绒拉刀 整体模型的拉刀本体参数和植绒 参数进行参数化的参数化设计程序； 步骤六、 针对工况自动建立对应的植 绒拉刀整体模型； 6‑1.在工况输入界面设定拉削工况参数； 拉削工况参数调入数据库； 数据库根据拉削 工况参数选 定最合适的植绒拉刀型号； 6‑2.步骤三建立的自动建模程序根据选 定的植绒拉刀型号构建植 绒拉刀整体模型； 6‑3.步骤五得到的参数化设计程序对植绒拉刀整体模型的拉刀本体参数和植绒参数 进行参数化； 6‑4.将参数化以后的拉刀本体参数和植绒参数显示在参数生成页面； 修改参数生成页 面上的拉刀本体参数和植 绒参数， 更新 植绒拉刀整体模型。 9.根据权利要求8所述的一种植绒拉刀的拉刀参数化建模方法， 其特征在于： 步骤二中 构建的数据库为A ccess数据库； 通过Open  Database  Connectivity提供的数据库访问接口 函数实现对Visual  Basic软件与Access数据库之间的数据传递； 数据库采用田口法选定植 绒拉刀型号。 10.根据权利要求8所述的一种植绒拉刀的拉刀参数化建模方法， 其特征在于： 所述的 三维建模软件 采用Solidworks软件。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544689 A 3