[发明专利]一种砂带磨削螺杆曲面表面形貌预测方法

说明书

本发明涉及一种砂带磨削螺杆曲面表面形貌预测方法，包括如下步骤：利用三维椎体数学表达式来表征出砂带表面磨粒，根据瑞利分布函数得到磨粒高度矩阵H_ij；根据磨粒坐标位置以及砂带型号，运用正态分布得出磨粒位置矩阵B_ij；磨粒高度矩阵H_ij和磨粒位置矩阵B_ij生成砂带表面形貌图；砂带表面形貌图的单颗粒磨削深度a_p模型、磨削参数得出每颗磨粒的磨削深度a_p，得到磨粒出刃高度矩阵H_ij'；磨粒出刃高度矩阵H_ij'和磨粒位置矩阵B_ij仿真磨粒磨削轨迹z_ij，表征出工件表面形貌。本发明解决了现有条件下因为砂带磨粒的不均匀性而不能直接建模的不足；可以快速在给定条件下预测出工件表面形貌与工件表面粗糙度。

技术领域

本发明涉及砂带磨削加工领域，具体涉及一种砂带磨削螺杆曲面表面形貌预测方法。

背景技术

多头螺杆转子是钻具、螺杆泵等器械的重要组成之一，应用在石油、化工、军工、轻工等行业。其表面粗糙度影响着螺杆在作业时的稳定性、耐磨性等等。目前，由于砂带表面的磨粒大小形态等具有很强的随机性，所以直接建模的可能性很低，导致现有针对螺杆磨削的工艺不能通过仿真软件模拟表面形貌与表面粗糙度的程度。

综上，现有仿真软件不能模拟磨削加工的困境，导致螺杆在作业时存在稳定性和耐磨性不可控的问题。

发明内容

发明目的：

本发明提出一种砂带磨削螺杆曲面表面形貌预测方法，其目的在于提出一种可以使螺杆工件表面粗糙度及表面形貌可以在给定条件下快速预测出的方法，解决现有条件下没有仿真软件可以直接模拟磨削加工困境的问题。

技术方案：

一种砂带磨削螺杆曲面表面形貌预测方法，包括如下步骤：

1)利用三维椎体数学表达式来表征出砂带表面磨粒，根据瑞利分布函数得到磨粒高度矩阵H_ij；

2)根据磨粒坐标位置以及砂带型号，运用正态分布得出磨粒位置矩阵B_ij；

3)根据步骤1)的磨粒高度矩阵H_ij和步骤2)的磨粒位置矩阵B_ij生成砂带表面形貌图；

4)根据步骤3)中砂带表面形貌图的单颗粒磨削深度a_p模型、磨削参数得出每颗磨粒的磨削深度a_p，得到磨粒出刃高度矩阵H_ij'；

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

步骤1)中磨粒高度矩阵H_ij为：

其中，公式中k表示第几个区域，H_min代表最小磨粒尺寸，ΔH表示区域间隔，H_ij代表取整之后的磨粒尺寸。

步骤2)生成磨粒位置矩阵B_ij的流程为：

(1)根据磨粒位置信息，得到磨粒初始位置矩阵x_ij、y_ij；

(2)根据normrnd随机得出磨粒移动位移量Δx_ij、Δy_ij；