一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其包括如下步骤：(1)、根据加工结果设定目标磨粒切厚分布，给出设定磨具表面磨粒参数磨削用量，初始化磨削用量；(2)、将磨具表面磨粒参数与磨削用量进行磨粒切厚分布计算，算出磨粒切厚分布；(3)、将步骤(2)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)设定的目标磨粒切厚分布进行比较，若两者差异太大，调整磨粒磨削用量，再次进行步骤(2)、(3)循环，直到步骤(3)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)中设定的磨粒切厚分布差异符合设定标准后，停止计算，此时磨削用量即为优选结果。采用优选磨削用量进行加工，可以行之有效的达到预期加工目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法
本专利技术涉及磨削领域，具体涉及一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法。
技术介绍
磨削加工是零件高尺寸精度、高表面质量的主要加工手段，是先进制造技术的重要组成部分。磨削过程的控制与加工结果的准确预测对高效精密磨削加工技术至关重要。磨削加工是众多磨粒在结合剂把持下分别实现微切削，进而从宏观上去除工件材料的加工方式。换句话说，磨削加工是工具上材料宏观层面的去除，在微观上实实在在是每颗磨粒切削完成的。因此，每个磨粒切削厚度值一直是磨削过程和磨削结果的关键控制量。目前业界主要采用单颗磨粒最大未变形切屑厚度作为每颗磨粒切削厚度进行磨削用量(砂轮速度、工件进给和磨削深度)设计。但是现有的单颗磨粒最大未变形切屑厚度基于砂轮表面上所有磨粒均匀分布且大小、形态、出刃高度均一致的理想状态假设。换句话说，是假定砂轮上每颗磨粒的切削量均匀一致的。然而，众所周知，实际上砂轮表面上磨粒众多且出刃高度、大小、刃形均并不一致，也就是说实际加工中砂轮表面上磨粒的切削厚度并不一致。这也正是用单颗磨粒最大未变形切屑厚度控制磨削过程时往往与预期存在偏差甚大的根本原因。事实上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，包括如下步骤：(1)根据加工结果设定目标磨粒切厚分布，给出设定磨具表面磨粒参数，初始化磨削用量；(2)将磨具表面磨粒参数与磨削用量进行磨粒切厚分布计算，算出磨具表面每颗磨粒与干涉即切入深度，得到磨粒切厚分布；(3)将步骤(2)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)中设定磨粒切厚分布进行比较，若两者差异超出设定标准值，调整磨具表面磨粒参数，再次进行步骤(2)、(3)步骤循环，直到步骤(2)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)中设定磨粒切厚分布差异小于设定标准值，停止计算，步骤(2)最后一次调整的磨削用量即为优选设计结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，包括如下步骤：(1)根据加工结果设定目标磨粒切厚分布，给出设定磨具表面磨粒参数，初始化磨削用量；(2)将磨具表面磨粒参数与磨削用量进行磨粒切厚分布计算，算出磨具表面每颗磨粒与干涉即切入深度，得到磨粒切厚分布；(3)将步骤(2)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)中设定磨粒切厚分布进行比较，若两者差异超出设定标准值，调整磨具表面磨粒参数，再次进行步骤(2)、(3)步骤循环，直到步骤(2)算出的磨粒切厚分布与步骤(1)中设定磨粒切厚分布差异小于设定标准值，停止计算，步骤(2)最后一次调整的磨削用量即为优选设计结果。2.如权利要求1所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：所述的加工结果包括磨削效率、工件表面粗糙度、磨削力、磨削温度、磨削工件亚表面损伤程度中的一种或两种以上。3.如权利要求1所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：所述的磨粒切厚分布是磨削加工时磨具表面每颗磨粒切入工件深度。4.如权利要求1所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：所述的磨削用量包括磨削速度、磨削深度和进给速度。5.如权利要求1所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：所述的磨粒参数包括磨粒在磨具上的位置参数、高度参数、磨粒粒径。6.如权利要求1所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：所述的磨具包括砂轮、锯片、切割轮、磨盘中的至少一种。7.如权利要求1至6任一项所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法，其特征在于：步骤(3)所述的设定标准，是用于衡量两条曲线得重合情况，包括标准偏差、相似度、误差、平均值、重合度的一种或几种，其值大小根据实际要求确定。8.如权利要求1至6任一项所述的一种基于磨粒切厚分布约束的磨削用量设计方法：其特征在于步骤(2)所述的磨粒切厚分布计算包括以下A、B、C、D计算过程：A、磨具建模：将磨具表面的磨粒参数表示成一个矩阵{Gjk}p×q，p×q是指矩阵为p行q列矩阵，即磨具外圆有p行q列磨粒分布，元素Gjk表示磨具表面的第j行第k列颗磨粒，0≤i≤p，0≤k≤q，Gjk＝{Xjk,Zjk,dgjk,hjk}；Xjk表示磨粒Gjk在磨具圆周方向的位置坐标，Zjk表示磨粒Gjk在磨具轴向方向的位置坐标，dgjk表示磨粒粒径，hjk表示磨粒的岀刃高度；将用户给定的磨具表面磨粒参数导入矩阵{Gjk}p×q；B、磨粒轮廓轨迹计算：坐标系XYZ固定在工作台面上，X方向为工件的平移方向，Z方向与磨具的轴向方向一致，Y方向与工作台面法向相同，坐标系原点放置在工作台面中心位置合；对于平面磨削，磨具以速度vs旋转，并以速度vw相对工件移动；t时刻磨粒Gjk球心在XYZ坐标系中的运动轨迹方程为：zc(t)＝Zjk(c)式中，xc(t)、yc(t)、zc(t)为磨粒Gjk球心在XYZ坐标系中t时刻的坐标，Zjk、dgjk、hjk分别表示磨粒Gjk在磨具轴向方向位置坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐西鹏，黄国钦，方从富，崔长彩，黄辉，张玉周，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35