[发明专利]一种精密单层电镀砂轮基体设计方法

说明书

本发明提出了一种精密单层电镀砂轮基体设计方法，包括以下步骤：S1：形成磨料尺寸的正态分布参数期望和标准差，设定生成磨料数量；S2：设定一颗磨料的形状为圆锥体，并定义圆锥的底圆直径和圆锥高度；S3：判断圆锥顶点在底圆上投影点与圆心的位置关系；S4：根据精密单层电镀砂轮的厚度生成符合均匀分布的分布区间，并随机生成一个数值tsubgt;i/subgt;作为圆锥体底圆的圆心坐标；S5：重复步骤S2‑步骤S4，直至生成磨料数量达到n；S6：利用n个磨料生成砂轮工作层模拟图形；S7：计算精密单层电镀砂轮因修整造成的损耗量；S8：计算无需修整的单层电镀砂轮基体设计尺寸rsubgt;无修/subgt;与rsubgt;精密/subgt;。本发明模型简单，计算效率高，提高砂轮使用效率。

技术领域

本发明涉及电镀砂轮基体设计的技术领域，尤其涉及一种精密单层电镀砂轮基体设计方法。

背景技术

电镀超硬材料砂轮具有良好的材料去除率和使用线速度，被广泛运用于高速、超高速磨削领域。单层电镀砂轮在成型磨削中具有高精度、高效率及高成型度等优点，一般认为无需修整。但是随着成型加工精度要求的提升，单层电镀砂轮磨料出露高度一致性差、镀后初始轮廓度差的问题日益突出，因此在汽车行业、航空叶片、机器人等领域关键零部件精密加工磨削使用的精密电镀砂轮必须通过修整。

成型磨削工艺中需预先在机床中输入砂轮的实际尺寸，若输入尺寸大于实际尺寸，则会导致加工工件尺寸超差；若输入尺寸小于实际尺寸，则会出现烧伤、砂轮寿命降低等质量问题。电镀砂轮表面为复合材料且粗糙，实际尺寸无法直接测量。对于需修整的精密电镀砂轮，其实际尺寸与修整量、磨料粒径、基体尺寸有关，而修整量与磨料粒径及轮廓度需求有关，然而磨料粒径、轮廓度需求都与使用情况有关，在基体设计前一般都已确定，因此精密电镀砂轮的实际尺寸与基体尺寸设计有直接关系。

目前基体尺寸设计方法一般是先根据使用的磨料粒径范围内允许的最大颗粒D_max，即电镀后基体向外增加的尺寸数值，然后用电镀砂轮成品尺寸减去电镀增量则得到基体的尺寸r_无修。然而这种方法仅适用于无修整的电镀砂轮，修整后的砂轮尺寸小于修整前，若用电镀砂轮成品尺寸作为输入机床的输入尺寸，则实际尺寸较小，导致使用过程中反复调刀，磨削精度、效率大幅降低，还易出现调刀过大导致的表面质量问题。而对于需要修整的精密电镀砂轮，目前没有相应的基体设计方法。

发明内容

针对目前对于需要修整的精密电镀砂轮基体设计效率较低的技术问题，本发明提出一种精密单层电镀砂轮基体设计方法，模型简单，计算效率高，提高砂轮使用效率，减少表面质量问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种精密单层电镀砂轮基体设计方法，包括以下步骤：

S1：根据精密单层电镀砂轮使用的磨料粒度分布形成磨料尺寸的正态分布参数的期望μ和标准差σ，设定生成磨料数量n；

S2：设定一颗磨料的形状为圆锥体，根据步骤S1中的期望μ和标准差σ随机生成两个符合正态分布的参数，并将两个参数定义为圆锥的底圆直径d和圆锥高度h；

S3：根据精密单层电路砂轮使用的磨料晶型设定均匀分布区间A，并随机生成一个符合该均匀分布的数值c，利用数值c判断圆锥顶点在底圆上投影点与圆心的位置关系；

S4：根据精密单层电镀砂轮的厚度t生成符合均匀分布的分布区间B[0,t]，在区间B[0,t]中随机生成一个数值t_i作为圆锥体底圆的圆心坐标；

S5：重复步骤S2-步骤S4，直至生成磨料数量达到n；

S6：利用步骤S5所生成的n个磨料模型生成砂轮工作层模拟图形；

S7：基于步骤S6所得到的砂轮工作层模拟图形计算精密单层电镀砂轮因修整造成的损耗量Δr；