[發明專利]整體刀具容屑槽磨削砂輪最小允許錐角評估方法

在審

• 申請號: 202210495896.X
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN115982866A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 任磊;任俊峰;牛屾;周春曉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種整體刀具容屑槽磨削砂輪最小允許錐角評估方法，其特征在于，包括如下步驟：建立刀具坐標系、砂輪坐標系和固定坐標系，刀具坐標系與刀具固連，砂輪坐標系與砂輪固連，固定坐標系與機床固連，令砂輪回轉面上一點與刀具容屑槽的刀刃曲線上一點滿足共軛條件，確定砂輪在機床中的位置；根據圓弧投影原理，將刀具容屑槽的槽寬曲線投影至砂輪的軸截面內，得到槽寬曲線的圓弧投影，將刀具容屑槽的芯厚回轉面投影至砂輪的軸截面內，得到芯厚回轉面的圓弧投影；在所述砂輪的軸截面內，通過調整砂輪在機床中的位置使芯厚回轉面的圓弧投影的上包絡線與砂輪軸截面廓形的圓角相切，所述圓角是指在刃磨容屑槽過程中參與加工容屑槽前刀面的砂輪圓角，在此基礎上，通過調整砂輪錐角使調整后的砂輪軸截面廓形的斜邊與槽寬曲線的圓弧投影相切，將調整后的砂輪錐角定義為切觸錐角；以切觸錐角最小為優化目標，建立砂輪錐角優化模型，采用優化算法求解砂輪錐角優化模型得到切觸錐角的最小值，切觸錐角的最小值即為砂輪的最小允許錐角。

2.根據權利要求1所述的整體刀具容屑槽磨削砂輪最小允許錐角評估方法，其特征在于，包括：所述刀具坐標系的三個坐標軸分別為x_t軸、y_t軸、z_t軸，刀具坐標系的原點O_t位于刀具端面的中心，x_t軸與y_t軸位于刀具端面上，x_t軸與刀刃曲線相交，z_t軸與刀具的軸線重合，并指向刀具的內部；所述砂輪坐標系的三個坐標軸分別為x_w軸、y_w軸、z_w軸，砂輪坐標系的原點O_w位于砂輪側平面的中心，x_w軸與y_w軸位于砂輪側平面上，z_w軸與砂輪的軸線重合，并指向砂輪的內部；所述固定坐標系的三個坐標軸分別為x_f軸、y_f軸、z_f軸，固定坐標系原點為O_f；砂輪坐標系到固定坐標系的齊次坐標變換矩陣為

其中，a_x、a_y、a_z表示所述砂輪在機床中的位置，λ表示砂輪在機床中的姿態，所述砂輪位姿是指{a_x，a_y，a_z，λ}；刀具坐標系到固定坐標系的齊次坐標變換矩陣為

其中，ω_t表示刀具的回轉角度，l_t表示刀具的直線位移，l_t?=?ω_tr_tcotβ，r_t表示刀具的半徑，β表示刀具的螺旋角。

3.根據權利要求2所述的整體刀具容屑槽磨削砂輪最小允許錐角評估方法，其特征在于，包括：所述砂輪回轉面在所述砂輪坐標系下的齊次坐標表示為

其中，u₀和θ₀表示砂輪回轉面的曲面參數，r₀(u₀)表示砂輪回轉面沿砂輪軸線逐漸變化的半徑；所述刀具容屑槽的刀刃曲線在刀具坐標系下的齊次坐標表示為

其中，θ₁表示刀刃曲線的曲線參數；所述令砂輪回轉面上一點與刀具容屑槽的刀刃曲線上一點滿足共軛條件是指令砂輪回轉面上一點與刀刃曲線上一點滿足共軛條件，所述砂輪在機床中的位置為

????（1）

其中，

其中，γ表示刀具容屑槽的徑向前角，t_0c由下式得到

式（1）中的ω_t由下式得到

其中，

式（1）將砂輪在機床中的位置表示為了關于u_0c和λ的函數，將u_0c和λ定義為位姿控制參數。