申请/专利权人：江苏科技大学

申请日：2021-11-22

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN114036682B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.03.01#实质审查的生效;2022.02.11#公开

摘要：本发明公开了一种凸轮轴摆动磨削表面微观形貌建模仿真分析方法，包括如下步骤：设置磨削工件表面数值仿真区域；将砂轮表面磨粒进行圆周转换；基于仿真区域，根据砂轮表面拓扑矩阵及磨削参数，进行摆动磨削的运动分解；对摆动磨削之后的磨削痕迹进行提取，生成摆动磨削表面形貌。本发明采用运动矩阵逐步累乘，当运动关系改变时，只需要改变旋转或者平移矩阵，可以大大减少建模仿真的复杂性，进行运动拆解，方便后期变换运动时，进行修改，解决了现有建模仿真方法存在的计算复杂、重新设计时需要重新推理运动关系式等问题。

主权项：1.一种凸轮轴摆动磨削表面微观形貌建模仿真分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：设置磨削工件表面数值仿真区域；S2：将砂轮表面磨粒进行圆周转换；S3：基于仿真区域，根据砂轮表面拓扑矩阵及磨削参数，进行摆动磨削的运动分解；S4：对摆动磨削之后的磨削痕迹进行提取，生成摆动磨削表面形貌；所述步骤S2具体为：A1：获取砂轮表面磨粒点的分布：已知砂轮的目数MS，砂轮的组织号s，砂轮半径RS，则磨粒的最大直径为dgmax＝15.2*MS-1.41磨粒的平均值为dgavg＝68*MS-1.42高斯分布的砂轮表面磨粒的高度h，高斯分布中的均值μ＝dgavg，标准差δ＝dgmax-dgavg3，磨粒间距为 将砂轮表面展开成表面，进行虚拟格子法分布，得到所有磨粒的汇总矩阵a0，矩阵a0中的每一行的元素都表示一颗磨粒的位置信息，对于第i颗磨粒的位置信息，包括在砂轮表面坐标系中的坐标为xij，yij，zij，在虚拟格子法中，j表示砂轮的轴界面方向，i表示在某一轴截面上的第i个磨粒，其中zi为第j列的第i颗磨粒的高度值，对应于高斯分布磨粒高度hij，简化磨粒为球形磨粒，砂轮表面的数值模型中共有N颗磨粒，矩阵a0的形式为N*3： A2：将拓扑矩阵磨粒进行沿砂轮轴向旋转成圆柱形分布：根据第一步可知，共有j列磨粒，则第j列磨粒与第一个磨粒在圆周上的角度差为： 将所有磨粒进行圆周旋转合成圆柱形砂轮矩阵变换 所述步骤S3具体为：以工件为静止参照系，建立工件坐标系Ow-XwYwZw，其中Xw轴沿着工件做进给的运动的反方向为正方向，Zw轴是垂直于工件表面，正方向为向上，Yw轴与砂轮轴线重合，Ow点置于砂轮的左端面圆心处，砂轮的左端面在ZwOwXw平面内，工件坐标系遵从给右手笛卡尔坐标系的选取原则，砂轮表面的磨粒做摆动磨削运动，由三个部分组成：砂轮绕自身轴线即YB轴进行旋转运动ωs，砂轮沿着YB轴的正负方向进行往复的摆动运动，摆动的幅值为A，摆动的频率为f，实际加工时是工件做进给运动，形成逆磨，但是此时假设工件静止，运动是相对的，即砂轮做沿XB轴的正的方向做进给运动Vw；设磨粒开始参与磨削时的时刻为t0＝0s，此时砂轮表面的磨粒的最低正好与工件表面接触，此时处于最低点，在z轴的负方向，摆动磨削的初始相位为0；将磨粒进行旋转变换，磨粒沿着摆动磨削局部坐标系中的YB轴顺时针进行旋转，旋转矩阵为： 其中θ＝ωst，砂轮随时间的转角，ωs为砂轮的转动角速度；将砂轮左端面的中心点沿着XB的正方向分平移，平移矩阵为： 将砂轮左端面的中心点沿着YB的正方向分平移，平移矩阵为： 将砂轮左端面的中心点沿着ZB的正方向分平移，平移矩阵为： 其中： 其中x0，y0，z0为砂轮左端面中心点的原始坐标，A为摆动磨削的摆动幅值，f为摆动磨削的摆动频率。

全文数据：

权利要求：

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