[發明專利]一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法

有效

• 申請號: 202011172158.9
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112276683B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 楊赫然;董浩生;孫興偉;潘飛;董祉序
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B21/16;G06F30/20;G06Q10/04;G06F30/17;G06T17/00;G06F119/14
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)利用三維椎體數學表達式來表征出砂帶表面磨粒，根據瑞利分布函數得到磨粒高度矩陣H_ij；

2)根據磨粒坐標位置以及砂帶型號，運用正態分布得出磨粒位置矩陣B_ij；

3)根據步驟1)的磨粒高度矩陣H_ij和步驟2)的磨粒位置矩陣B_ij生成砂帶表面形貌圖；

4)根據步驟3)中砂帶表面形貌圖的單顆粒磨削深度a_p模型、磨削參數得出每顆磨粒的磨削深度a_p，得到磨粒出刃高度矩陣H_ij'；

a_p的表達式如下：

其中，R_g為螺桿的曲率半徑，h為磨粒的高度，k₁、k₂為常數，只與工件與砂帶的材料性能有關，F_s為砂帶張緊力，F_m為磨削壓力，α為自由式砂帶與工件接觸的夾角；

5)利用步驟4)的磨粒出刃高度矩陣H_ij'和步驟2)的磨粒位置矩陣B_ij仿真磨粒磨削軌跡z_ij，表征出工件表面形貌。

2.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟1)中磨粒高度矩陣H_ij為：

其中，公式中k表示第幾個區域，H_min代表最小磨粒尺寸，ΔH表示區域間隔，H_ij代表取整之后的磨粒尺寸。

3.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟2)生成磨粒位置矩陣B_ij的流程為：

(1)根據磨粒位置信息，得到磨粒初始位置矩陣x_ij、y_ij；

(2)根據normrnd隨機得出磨粒移動位移量Δx_ij、Δy_ij；

(3)根據步驟(1)中磨粒初始位置矩陣x_ij、y_ij以及步驟(2)中磨粒移動位移量Δx_ij、Δy_ij，得到磨粒范圍方程；

(4)磨粒范圍方程與其他已經得到磨粒范圍方程無交點，則生成磨粒位置矩陣B_ij；

(5)步驟(4)中若磨粒范圍方程與其他已經得到磨粒范圍方程有交點，則返回至步驟(2)，直至磨粒范圍方程與其他已經得到磨粒范圍方程無交點，生成磨粒位置矩陣B_ij。

4.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟2)中磨粒位置矩陣B_ij為：

B_ij＝(X_ij,Y_ij)

式中，X_ij、Y_ij各自表示位于i行j列的小網格更新之后的磨粒新坐標位置。

5.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟3)中，砂帶表面形貌圖的函數為：

surf(B_ij,H_ij)

式中，H_ij為磨粒高度矩陣，B_ij為磨粒位置矩陣。

6.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟4)中磨粒出刃高度矩陣H_ij'為：

H_ij'＝K·H_ij

7.根據權利要求1所述的砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其特征在于：步驟5)中磨削軌跡z_ij為：

z_ij＝min(polyval(p_ij,H_ij',B_ij)),i、j∈(1,10)

p_ij＝polyfit(u_n,v_n),i、j∈(1,10)；n∈(1,3)

式中，z_ij是根據擬合函數確定的磨削軌跡，polyfit與polyval是二次擬合的表達函數，p是三點確定的二次擬合函數，u_n,v_n表示擬合點位置坐標，n∈(1,3)。