[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

本發明涉及一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，包括如下步驟：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；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；磨粒高度矩陣H_ij和磨粒位置矩陣B_ij生成砂帶表面形貌圖；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'；磨粒出刃高度矩陣H_ij'和磨粒位置矩陣B_ij仿真磨粒磨削軌跡z_ij，表征出工件表面形貌。本發明解決了現有條件下因為砂帶磨粒的不均勻性而不能直接建模的不足；可以快速在給定條件下預測出工件表面形貌與工件表面粗糙度。

技術領域

本發明涉及砂帶磨削加工領域，具體涉及一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法。

背景技術

多頭螺桿轉子是鉆具、螺桿泵等器械的重要組成之一，應用在石油、化工、軍工、輕工等行業。其表面粗糙度影響著螺桿在作業時的穩定性、耐磨性等等。目前，由于砂帶表面的磨粒大小形態等具有很強的隨機性，所以直接建模的可能性很低，導致現有針對螺桿磨削的工藝不能通過仿真軟件模擬表面形貌與表面粗糙度的程度。

綜上，現有仿真軟件不能模擬磨削加工的困境，導致螺桿在作業時存在穩定性和耐磨性不可控的問題。

發明內容

發明目的：

本發明提出一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，其目的在于提出一種可以使螺桿工件表面粗糙度及表面形貌可以在給定條件下快速預測出的方法，解決現有條件下沒有仿真軟件可以直接模擬磨削加工困境的問題。

技術方案：

一種砂帶磨削螺桿曲面表面形貌預測方法，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'；

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。

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。

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；