[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

说明书

本发明涉及一种球形抛光刀具磨损度预测方法、设备及存储介质，方法包括：根据微元抛光力学模型建立刀具磨损模型；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、某一时刻刀具的曲率ρ_d以及下一时刻抛光工件加工点的曲率ρ_n，计算出单位时间内刀具的最大磨损量T_n，根据d_ρ、ρ_d、ρ_n和T_n计算出刀具和工件接触点曲率影响程度Φ；根据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Φ和Ω对刀具的磨损度进行预测。本发明解决了目前在分析刀具的磨损量时耗时长、成本高、影响刀具的标定和加工精度的问题。

技术领域

本发明涉及金属抛光加工技术领域，尤其涉及一种球形抛光刀具磨损度预测方法、设备及存储介质。

背景技术

球形刀具是金属抛光加工中最主要的一类刀具，一般采用球形砂轮磨头、橡胶磨头和羊毛磨头分别对加工表面进行粗抛、半精抛和精抛。在抛光过程中，由于刀具磨损对抛光过程有着重要影响，所以刀具磨损到一定程度时需予以更换。要提高抛光的质量，就需要分析刀具的磨损机理；要提高抛光的效率，就必须评价刀具的磨损状态，知道何时应换新的刀具，在保证抛光质量的前提下保证抛光效率。

采用球形刀具进行抛光时，刀具以高转速低进给进行加工，所以在刀具不同球面角上，刀具轮廓可视为一致。刀具磨损是一个累计的不可逆过程，在抛光过程中，刀具的轮廓是一个动态变化的过程，刀具轮廓可以直接反应出刀具的磨损量，借助设备来检测分析刀具的轮廓，可以较好的分析出刀具的磨损量，但耗时长，成本高，而且会影响刀具的标定，从而影响加工精度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种球形抛光刀具磨损度预测方法、设备及存储介质，用以解决目前在分析刀具的磨损量时耗时长、成本高、影响刀具的标定和加工精度的问题。

第一方面，本发明提供一种球形抛光刀具磨损度预测方法，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，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。

优选的，所述的球形抛光刀具磨损度预测方法中，所述刀具磨损模型为：