一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法技术

一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法，涉及端面磨削加工领域。搭建基于分布式计算的磨削力模型、砂轮‑主轴动力学模型和顶尖动力学模型的联合仿真平台，结合分布式计算方法与执行流程规划算法，基于砂轮‑主轴动力学模型及顶尖动力学模型，对顶尖系统变形及砂轮‑主轴系统变形进行研究，结合顶尖系统变形与砂轮‑主轴系统变形对磨削深度、磨削速度等工艺参数的影响，计算端面磨削过程中的磨削力大小。采用耦合机床系统关键子结构的动力学特性，并通过分布式计算方法和系统进程协调算法搭建运行配套接口，对系统结构和磨削工艺过程之间的交互作用进行仿真和控制，准确预算端面磨削力的方法，实时性更强，提升了磨削力计算精度和计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法
本专利技术涉及端面磨削加工领域，特别是涉及可转位刀片周边磨床磨削过程中机床关键子结构处于动态变形过程中的工艺交互式磨削力智能计算的一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法。
技术介绍
磨削力是表征磨削性能的重要参数，影响着磨削加工的尺寸精度、工件成型表面的粗糙度和砂轮的磨损等，因此在磨削过程中，能够有效地控制磨削力对磨削加工精度具有重要意义。国内外已有许多学者对磨削力模型进行了研究，王君明考虑磨粒与工件的实际接触面积建立了磨削力模型，谢桂芝(谢桂芝，尚振涛，盛晓敏等.工程陶瓷高速深磨磨削力模型的研究[J].机械工程学报，2011,47(11):169-176)考虑材料的去除方式建立了高速深磨磨削力模型，Denkera.B(DenkenaB,J,VenturaCEH.GrindingofPCBNcuttinginserts[J].InternationalJournalofRefractoryMetals&HardMaterials,2014,42(1):91-96)等基于实验方法测量单位面积磨削力预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)先建立砂轮三维模型和被加工工件模型，然后建立磨削力有限元仿真模型、砂轮-主轴动力学模型、顶尖动力学模型，从而搭建基于分布式计算的磨削力模型、砂轮-主轴动力学模型和顶尖动力学模型的联合仿真平台；/n2)分别将磨削力有限元仿真模型、砂轮-主轴动力学模型、顶尖动力学模型置于不同终端设备A、B和C中，基于TCP/IP协议通过套接字编程方法建立仿真平台信息交互接口，建立windows任务管理系统查询程序，利用信息交互接口将系统结构变形结果传输至终端设备A的磨削力模型中，并将终端设备B和C中的动力学模型仿真进程挂起，等待终端设备A...

【技术特征摘要】
1.一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法，其特征在于包括以下步骤：
1)先建立砂轮三维模型和被加工工件模型，然后建立磨削力有限元仿真模型、砂轮-主轴动力学模型、顶尖动力学模型，从而搭建基于分布式计算的磨削力模型、砂轮-主轴动力学模型和顶尖动力学模型的联合仿真平台；
2)分别将磨削力有限元仿真模型、砂轮-主轴动力学模型、顶尖动力学模型置于不同终端设备A、B和C中，基于TCP/IP协议通过套接字编程方法建立仿真平台信息交互接口，建立windows任务管理系统查询程序，利用信息交互接口将系统结构变形结果传输至终端设备A的磨削力模型中，并将终端设备B和C中的动力学模型仿真进程挂起，等待终端设备A中的磨削力模型返回计算结果，进行不停迭代，计算磨削力结果，当顶尖变形和砂轮-主轴变形结果比上一次计算变化量小于0.0001mm时，停止迭代，终端设备A中的磨削力模型最后输出的磨削力即为考虑系统结构变形下的磨削力数值。


2.如权利要求1所述一种可转位刀片周边刃端面磨削力计算方法，其特征在于在步骤1)中，所述搭建基于分布式计算的磨削力模型、砂轮-主轴动力学模型和顶尖动力学模型的联合仿真平台的具体方法为：
(1)将砂轮磨粒的几何形状简化为顶端带有圆角的圆锥体，根据砂轮粒度号和磨粒直径正态分布规律，建立砂轮磨粒几何模型；
(2)利用电子显微镜对砂轮表面磨粒的密度进行测量，得出单位面积上的磨粒数量，接着将单位面积的磨粒数量划分为若干单元，假设每个磨粒在每个单元中随机放置，即得到磨粒的位置分布情况；基于磨粒位置分布，结合磨粒几何模型，建立砂轮三维模型；
(3)在Deform有限元仿真软件中，建立被加工工件几何模型，并导入砂轮三维模型，对砂轮和工件进行网格划分，接着根据工艺参数设置磨削深度，然后选择材料的本构方程为JC本构，对本构方程进行参数设置，建立磨削力有限元仿真模型，将磨削力有限元仿真模型置于终端设备A中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚斌，郑清，蔡思捷，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35