[发明专利]用于非圆构件磨削的轮廓误差补偿方法及装置

说明书

本申请公开了一种用于非圆构件磨削的轮廓误差补偿方法及装置，其中，方法包括：利用预设的非圆构件表面磨削创成曲线轮廓的多工序磨削仿真模型计算任意瞬时位置由砂轮宽度引起的第一轮廓误差，并根据轮廓误差计算修正的目标轮廓曲线，利用多工序磨削仿真模型计算任意瞬时位置由砂轮磨损引起的第二轮廓误差，并根据第二轮廓误差计算连续进给补偿值，结合修正的目标轮廓曲线与连续进给补偿值，对非圆构件表面磨削创成曲线轮廓的轮廓误差进行补偿。由此，解决了相关技术无法量化瞬时位置的轮廓误差，只能依赖工人经验用试错法进行补偿，补偿效果不佳且效率较低的技术问题。

技术领域

本申请涉及磨削加工技术领域，特别涉及一种用于非圆构件磨削的轮廓误差补偿方法及装置。

背景技术

非圆构件，如轧辊、曲轴、螺旋转子、蜗杆等在创成高精度曲线轮廓时，通常需要进行磨削精加工，而在磨削加工过程中，轮廓精度会受到磨床安装精度、定位精度、主轴稳定性、砂轮等因素的影响，其中，砂轮宽度和砂轮磨损引起的过切和欠切是当前影响轮廓精度的主要因素。

由于磨削过程中砂轮和工件接触区始终处于复杂的动态面接触状态，相关技术中的轮廓误差补偿方法无法量化瞬时位置的轮廓误差，只能依赖工人经验用试错法进行补偿，补偿效果不佳且效率较低。因此，如何定量计算瞬时位置由砂轮宽度和砂轮磨损引起的轮廓误差并提出有效补偿方法是亟待解决的关键技术问题。

在实际生产过程中，由于砂轮宽度引起的轮廓误差是由砂轮和工件的几何特性造成的，对此可以根据几何建模找到最优的修正值，砂轮磨损引起的误差可以用磨削比来定量计算。其中，磨削比是工件去除体积与砂轮磨损体积的比值，由工件和砂轮的材料、型号、磨削工艺参数、冷却润滑条件等因素决定。稳态磨损阶段占据了正常工作状态下的大部分时间，磨削比基本保持不变，因此，为了定量计算砂轮磨损，需要建立以磨削比为基础的砂轮磨损仿真模型。

相关技术中，针对非圆构件磨削加工中如何控制砂轮宽度和砂轮磨损引起的轮廓误差没有规范、有效的手段，尤其是如何定量化分解并表征误差成形原理，并提出相应的轮廓误差补偿方法，亟需改善。

申请内容

本申请提供一种用于非圆构件磨削的轮廓误差补偿方法及装置，以解决相关技术无法量化瞬时位置的轮廓误差，只能依赖工人经验用试错法进行补偿，补偿效果不佳且效率较低等技术问题。

本申请第一方面实施例提供一种用于非圆构件磨削的轮廓误差补偿方法，包括以下步骤：利用预设的非圆构件表面磨削创成曲线轮廓的多工序磨削仿真模型计算任意瞬时位置由砂轮宽度引起的第一轮廓误差，并根据所述轮廓误差计算修正的目标轮廓曲线；利用所述多工序磨削仿真模型计算所述任意瞬时位置由砂轮磨损引起的第二轮廓误差，并根据所述第二轮廓误差计算连续进给补偿值；以及结合所述修正的目标轮廓曲线与所述连续进给补偿值，对所述非圆构件表面磨削创成曲线轮廓的轮廓误差进行补偿，其中，所述多工序磨削仿真模型由砂轮和非圆构件用表面高度矩阵表示后根据磨削比建立。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述磨削比的计算公式为：

其中，G_r为所述磨削比，ΔV_W为工件材料去除体积，ΔV_G为砂轮磨损体积，L为非圆构件的横向长度，B为砂轮宽度，R′和R分别为磨削后和磨削前的工件平均半径，r′和r分别为磨削后和磨削前的砂轮平均半径，n_W和n_G分别为工件和砂轮的转速，dl为工件和砂轮横向长度微元。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一轮廓误差的误差计算公式为：