[發明專利]超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法及其系統

有效

• 申請號: 201710597671.4
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107480339B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 唐進元;陳昌順;周偉華;陳海鋒
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發明提供了一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法及其系統，該方法包括以下步驟：根據砂輪制備參數構建砂輪模型；利用金剛石筆修整模型對砂輪模擬進行修整得到砂輪修整模型；選擇加工參數利用砂輪修整模型對工件模型進行加工得到砂輪修整模型加工時的包絡軌跡；根據包絡軌跡得到工件模型表面形貌并根據工件模型表面形貌計算工件模型表面特征參數；分析加工參數與特征參數之間的關系以得到最優加工參數。本發明構研究超聲磨削下各個參數之間的匹配關系，用于指導實際超聲磨削的加工參數設置。

技術領域

本發明屬于磨削加工過程仿真領域，具體涉及一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法及其系統。

背景技術

隨著時代的發展，磨削加工件對壽命、疲勞性能、產品性能的需求日益提高，即對加工零件的精度要求越來越高。表面粗糙度作為廣泛使用的表面評價指標，在磨削過程中與眾多加工參數之間存在密切聯系，而如何高效制造低粗糙度表面也成為研究熱點。目前已經有大量實驗研究表明軸向超聲輔助磨削能夠有效的降低工件表面粗糙度。

目前學者大多只單獨研究某個加工參數對超聲磨削表面粗糙度的影響，而超聲磨削實驗表明在不同加工參數匹配關系下，表面粗糙度的優化效果也不盡相同，說明超聲磨削下粗糙度的優化制造必須考慮加工參數之間的匹配關系。

發明內容

本發明目的在于提供一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法及其系統，以解決傳統方法存在的只單獨研究某個加工參數對超聲磨削表面粗糙度的影響的現有技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法，包括以下步驟：

根據砂輪制備參數構建砂輪模型；

利用金剛石筆修整模型對砂輪模擬進行修整得到砂輪修整模型；

選擇加工參數利用砂輪修整模型對工件模型進行加工得到砂輪修整模型加工時的包絡軌跡；

根據包絡軌跡得到工件模型表面形貌并根據工件模型表面形貌計算工件模型表面特征參數；

分析加工參數與特征參數之間的關系以得到最優加工參數。

與上述方法相對應的，本發明還提供了一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真系統，包括：

第一模塊：用于根據砂輪制備參數構建砂輪模型；

第二模塊：用于利用金剛石筆修整模型對砂輪模擬進行修整得到砂輪修整模型；

第三模塊：用于選擇加工參數利用砂輪修整模型對工件模型進行加工得到砂輪修整模型加工時的包絡軌跡；

第四模塊：用于根據包絡軌跡得到工件模型表面形貌并根據工件模型表面形貌計算工件模型表面特征參數；

第五模塊：用于分析加工參數與特征參數之間的關系以得到最優加工參數。

本發明構建基于隨機分布球形磨粒的砂輪形貌，測量單點金剛石筆形貌，根據運動關系構建修整后砂輪模型，再將修整砂輪表面形貌和主要加工參數代入磨削工件表面生成模型，研究超聲磨削下各個參數之間的匹配關系，并通過實驗驗證得到的超聲磨削加工參數之間的匹配關系從而用于指導實際超聲磨削的加工參數設置。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明優選實施例的一種超聲磨削工件表面三維形貌仿真方法流程圖；

圖2是本發明優選實施例的未修整砂輪形貌圖；