[发明专利]一种球形抛光刀具磨损度预测方法、设备及存储介质

权利要求书

1.一种球形抛光刀具磨损度预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立球形抛光刀具加工轮廓上的微元抛光力学模型，根据所述微元抛光力学模型建立刀具磨损模型；

根据时间和球形抛光刀具法矢量偏置角有关的三维动态曲面，建立刀具轮廓在线预测模型；

获取刀具和抛光工件接触点所在的曲率圆的圆心距d_ρ以及下一时刻抛光工件加工点的曲率ρ_n，根据所述刀具轮廓在线预测模型计算出某一时刻刀具的曲率ρ_d，并根据所述刀具磨损模型计算出单位时间内刀具的最大磨损量T_n后，根据所述圆心距d_ρ、曲率ρ_d、曲率ρ_n和磨损量T_n计算出刀具和工件接触点曲率影响程度Φ；

根据所述刀具轮廓在线预测模型计算出某一时刻刀具的最大磨损总量T_θ以及下一时刻刀具的最大磨损总量T_θ’，根据T_θ、T_θ’和T_n计算出刀具磨损变化量影响程度Ω；

根据所述影响程度Φ和影响程度Ω对刀具的磨损度进行预测；

所述刀具磨损模型为：

其中，T_n为单位时间内刀具的最大磨损量；F_c为抛光合力；ρ_n为抛光工件加工点的曲率；K_a、K_r分别为径向和轴向抛光力系数；θ_n为刀具的瞬时加工轮廓所对应的角度；

所述刀具轮廓在线预测模型为：

其中，θ为刀具法矢量偏置角；R为初始刀具轮廓的半径；t为时间；z_d为不同时刻t下刀具法矢量偏置角θ所对应的刀具轮廓；u，v，w为工件加工点的法矢量；ρ_n为抛光工件加工点的曲率；T_n为单位时间内刀具的最大磨损量；H为刀具与工件接触区域的刀具轮廓；L为刀具与工件非接触区域的刀具轮廓；θ₁和θ₂为刀具与工件接触区域两端所对应的刀具偏置角；

所述刀具和工件接触点曲率影响程度Φ的计算方法为：

当ρ_d＝ρ_n时，将刀具和工件接触点曲率影响程度Φ记做第一数值；

当ρ_dρ_n时，将刀具和工件接触点曲率影响程度Φ记做第二数值；

当ρ_dρ_n时，如果T_n(1/ρ_d-1/ρ_n-d_ρ)，将刀具和工件接触点曲率影响程度Φ记做第三数值，如果T_n(1/ρ_d-1/ρ_n-d_ρ)，将刀具和工件接触点曲率影响程度Φ记做第四数值；

所述刀具磨损变化量影响程度Ω的计算方法为：

如果T_θT_θ’，且T_n＝(T_θ’-T_θ)，将刀具磨损变化量影响程度Ω记做第五数值；

如果T_θT_θ’，且T_n(T_θ’-T_θ)，将刀具磨损变化量影响程度Ω记做第六数值；

如果T_θT_θ’，且T_n＝(T_θ-T_θ’)，将刀具磨损变化量影响程度Ω记做第七数值；

如果T_θT_θ’，且T_n(T_θ-T_θ’)，将刀具磨损变化量影响程度Ω记做第八数值。

2.根据权利要求1所述的球形抛光刀具磨损度预测方法，其特征在于，所述第一数值为2，所述第二数值为1，所述第三数值为0.5，所述第四数值为0。