[發(fā)明專利]基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710677052.6
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107378687B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉立飛;張飛虎;付鵬強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法，其特征在于：所述基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法包括以下步驟：

步驟一：使用金屬結(jié)合劑圓弧面金剛石砂輪進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)，利用回歸分析法建立砂輪磨削比G關(guān)于磨削參數(shù)的預(yù)測模型；

其中α_p為磨削深度，v_s為砂輪線速度，v_w為砂輪進(jìn)給速度，k、a、b、c為常數(shù)；

步驟二：根據(jù)非球面母線表達(dá)式，結(jié)合非球面材料磨削去除體積與砂輪體積磨損量的關(guān)系，建立磨削過程中砂輪磨削點(diǎn)處徑向尺寸磨損量預(yù)測模型；

Δr_x＝f(α_p,v_s,v_w,R,r,V_w)

其中R為砂輪基圓半徑，r為砂輪圓弧面半徑，V_w為非球面磨削去除體積；

步驟三：利用步驟二建立的砂輪徑向尺寸磨損量預(yù)測模型，根據(jù)非球面母線上面形誤差與砂輪徑向尺寸磨損量幾何關(guān)系，建立非球面面形誤差預(yù)測模型；

步驟四：利用步驟三中建立的面形誤差預(yù)測模型，計算非球面母線上各點(diǎn)的磨削面形誤差值，在非球面上建立笛卡爾坐標(biāo)系，以非球面回轉(zhuǎn)中心為z軸，沿母線水平方向?yàn)閤軸，若x坐標(biāo)點(diǎn)的磨削面形誤差值大于目標(biāo)面形誤差值，則對x坐標(biāo)點(diǎn)的名義磨削深度進(jìn)行迭代預(yù)補(bǔ)償處理，并計算迭代預(yù)補(bǔ)償后該點(diǎn)的面形誤差值，直至該點(diǎn)面形誤差計算值小于目標(biāo)面形誤差值，進(jìn)行x+1坐標(biāo)點(diǎn)的處理；若x坐標(biāo)點(diǎn)的磨削面形誤差值小于等于目標(biāo)面形誤差值，則進(jìn)行x+1坐標(biāo)點(diǎn)的處理，直至非球面母線上所有點(diǎn)的磨削面形誤差值均小于等于目標(biāo)面形誤差值為止；

步驟五：記錄迭代過程中各接觸點(diǎn)處名義磨削深度最終預(yù)測值，確定的砂輪回轉(zhuǎn)中心在磨削過程中的移動軌跡，進(jìn)行數(shù)控磨削加工編程及后續(xù)加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法，其特征在于：所述步驟三中建立磨削過程中非球面母線上砂輪與工件接觸點(diǎn)的面形誤差預(yù)測模型具體為：

其中E_x為非球面母線上距離回轉(zhuǎn)中心x坐標(biāo)點(diǎn)處的非球面磨削面形誤差，β_x為非球面母線上距離回轉(zhuǎn)中心x點(diǎn)處的切線傾斜角度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法，其特征在于：所述步驟四中若x坐標(biāo)點(diǎn)的磨削面形誤差值大于目標(biāo)面形誤差值，則對x坐標(biāo)點(diǎn)的名義磨削深度進(jìn)行迭代預(yù)補(bǔ)償處理的具體過程為：

通過增加磨削點(diǎn)的名義磨削深度補(bǔ)償砂輪磨損引起的非球面面形誤差，將x坐標(biāo)點(diǎn)的磨削面形誤差值迭加到名義磨削深度上，并以迭加后的新的名義磨削深度進(jìn)行磨削，計算迭代預(yù)補(bǔ)償后的面形誤差值；經(jīng)過迭代預(yù)補(bǔ)償直至x坐標(biāo)點(diǎn)的磨削面形誤差預(yù)測值小于目標(biāo)面形誤差值時，x坐標(biāo)點(diǎn)名義磨削深度迭加結(jié)束，記錄此時x點(diǎn)處的名義磨削深度α_px(n)及迭代次數(shù)n，n≥2，進(jìn)行x+1坐標(biāo)點(diǎn)名義磨削深度的迭加計算；

迭加后的名義磨削深度表達(dá)式如下：

α_px(n)＝α_px(n-1)+ε_x(n-1)

其中ε_x(n-1)為x坐標(biāo)點(diǎn)第n-1次迭代后得到的磨削面形誤差計算值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法，其特征在于：所述名義磨削深度的迭代過程中，x坐標(biāo)點(diǎn)第n次迭代后的預(yù)測非球面面形誤差由如下所示的方程式表示：

其中，為在x坐標(biāo)點(diǎn)處名義磨削深度為α_px(n)時面形誤差的預(yù)測值，即：為前n-1次迭代計算得出的面形誤差的和。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于砂輪磨損預(yù)測的大口徑反射鏡迭代預(yù)補(bǔ)償磨削方法，其特征在于：所述步驟五中確定的砂輪回轉(zhuǎn)中心在磨削過程中的移動軌跡具體為：

其中x₀為砂輪回轉(zhuǎn)中心x軸坐標(biāo)值，z₀為砂輪回轉(zhuǎn)中心z軸坐標(biāo)值。