一种任意曲面砂轮用于曲面精密磨削的方法

摘要

本发明公开了一种任意曲面砂轮用于曲面精密磨削的方法，包括步骤：步骤1、修整砂轮，按预先设计的砂轮轮廓曲面在磨石上修整出相应轮廓曲面的砂轮；步骤2、砂轮轮廓补偿，通过检测砂轮的实际轮廓检测点求取砂轮的实际曲面轮廓；步骤3、规划刀具轨迹，根据砂轮的实际轮廓曲面和被加工工件的自由曲面在切点处法矢量共线的原则来逐步寻找切点求出刀具轨迹点后，通过刀具轨迹点云，规划用于曲面磨削的刀具轨迹；步骤4、采用轴向磨削方式，按所述刀具轨迹对所述工件进行磨削加工。与现有技术相比，本发明能避免刀具单点接触加工，减小砂轮磨损速率，通过轮廓补偿大大地提高了曲面加工的形状精度，使曲面形状误差降低50％左右。

主权项

一种任意曲面砂轮用于曲面精密磨削的方法，其特征在于，包括步骤：步骤1、修整砂轮(1)，按预先设计的砂轮轮廓曲面在磨石(4)上修整出相应轮廓曲面的砂轮(1)；步骤2、砂轮轮廓补偿，通过检测砂轮(1)的实际轮廓检测点求取砂轮(1)的实际曲面轮廓；步骤3、规划刀具轨迹，根据砂轮的实际轮廓曲面和被加工工件的自由曲面在切点处法矢量共线的原则来逐步寻找切点求出刀具轨迹点后，通过刀具轨迹点云，规划用于曲面磨削的刀具轨迹；步骤4、采用轴向磨削方式，按所述刀具轨迹对所述工件进行磨削加工；所述步骤3具体包括：步骤31、自由曲面模型的建立采用Z‑map模型，得到三维离散的点云,自由曲面上任意一切点(7)记为P_s(x_s,y_s,z_s)，求得该点在曲面上法矢量(9)为n₁(NX,NY,NZ)；步骤32、砂轮曲面轮廓建模为：F(x,y,z)＝0，   (1)那么，可得到砂轮曲线环面(16)上任意一切点(11)的法矢量(10)为：$n_0=(x_N,y_N,z_N)=(\frac{\partial F}{\partial x},\frac{\partial F}{\partial y},\frac{\partial F}{\partial z});---\left(2\right)$步骤33、根据法矢量共线，则有n₀＝λn₁，即，$\frac{x_N}{NX}=\frac{y_N}{NY}=\frac{z_N}{NZ},---\left(3\right)$由公式(1)和(3)求解出砂轮曲线环面(16)上与自由曲面上任一切点(7)的法矢量共线的对应砂轮上切点(11)，即可求出离散点P_s(x_s,y_s,z_s)对应于砂轮轮廓曲面的离散点P_w(x_w,y_w,z_w)；步骤34、当设定的工件坐标系原点同时为砂轮旋转中心(14)时，砂轮轴线(15)设定为Z轴时，则可求得刀具轨迹控制点(6)为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=x_s-x_W\\ y_0=y_s-y_W\\ z_0=z_s-z_W\end{array}\right.;---\left(4\right)$步骤35、通过刀具轨迹控制点(6)形成的刀具轨迹点云，规划用于曲面磨削的刀具轨迹。