CN115310303B 考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗糙度预测方法 （大连理工大学）

考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削本发明公开了一种考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗糙度预测成加工后的表面三维数据矩阵并对表面粗糙数2S1、根据砂轮粒度及尺寸建立考虑磨粒随机分布的S2、对不同振幅下的轴向超声辅助端面磨削表面粗S4、基于变化函数确定实际加载工况的超声振幅，将S24、至少选定一组参数进行预磨削试验，2.根据权利要求1所述的考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗式中ds.和ds.分别为两颗磨粒的直径；与砂轮旋转的角度ωt才处于同一平面内，则砂轮坐标系内单颗磨粒中心的运动轨迹可表3pp一点相对于砂轮坐标原点的角度设为α,参与切削的圆弧顶点与坐标原点的角度设为β,则通过坐标换算计算得到磨粒右侧和左侧耕犁区方3.根据权利要求1所述的考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗4.根据权利要求3所述的考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗4S43、绘制不同磨削参数下的轴向超声辅助端面磨削粗糙度测量值和预测值的对比曲5的相互作用进而仿真出已加工表面并获得其形貌及粗糙度，该方法过程简单所需试验量削建立了金属表面形貌及粗糙度理论预测模型，预测的表面形貌与测量结果一致性较好，空载情况下通过激光位移传感器等方式进行测量，而加工过程中的实际振幅却很难测量。6[0005]本发明在研究振幅对表面粗糙度影响规律的基础上提出[0006]一种考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面和d.分别为两颗磨粒的直径；[0016]其中，工件进给速度为vf，超声振动频率为f，振幅为A，pp7任意一点相对于砂轮坐标原点的角度设为α,参与切削的圆弧顶点与坐标原点的角度设为[0029]S21、利用构建的模型对不同振幅下的轴向超声辅助端面磨削表面粗糙度进行计得普通端面磨削与轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)的实[0038]S41、选取不同磨削参数进行磨削试验，并对加工后的表面形貌和粗糙度进行测8磨粒在做旋转运动的同时叠加了正弦超声运动，正弦运动的轨迹切痕与平行沟槽产生干[0050]图8为本发明的具体实施方式中的不同主轴转速下的表面粗糙度Ra预测值与试验[0056]图14为本发明的具体实施方式中的不同进给速度表面粗糙度Ra测量值和预测值[0057]图15为本发明的具体实施方式中的不同磨削深度表面粗糙度Ra测量值和预测值[0059]本发明公开了一种考虑加载状态下振幅变化的超声辅助磨削金属表面形貌及粗台进行轴向超声辅助端面磨削试验。超声振动系统采用接触式传输，超声系统振动频率9(ISM_DL)光学显微镜获得，随机选取砂轮表面位置进行磨粒粒径及磨粒间隔(偏移量)测温合金GH4169。[0060]本发明在研究振幅对表面粗糙度影响规律的基础上提出和da..分别为两颗磨粒的直径。po与砂轮旋转的角度ωt才处于同一平面内，则砂轮坐标系内单颗磨粒中心的运动轨迹可表示为：[0069]其中Gi,rG分别表示磨粒G中心位置坐标的z值以及该磨粒的半径；ci,rα分别表任意一点相对于砂轮坐标原点的角度设为α,参与切削的圆弧顶点与坐标原点的角度设为[0078]具体地，如图3所示，轴向超声辅助端面磨削的运动关系可以看作砂轮的旋转运相角po与砂轮旋转的角度ωt才处于同一平面内，则砂轮坐标系内单颗磨粒中pppp[0090]使用上文所述试验条件分别进行了轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)及普通端面[0091]利用上文所述模型对不同振幅下的轴向超声辅助端面磨削表面粗糙度进行了计通端面磨削与轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)的实测表面形貌与仿真形貌对比图,普通端通端面磨削与轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)的实测表面形貌与仿真形貌对比图,普通端面磨削表面形貌预测图；本文对试验所用的砂轮端面通过MATLAB数值仿真软件进行了建通端面磨削与轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)的实测表面形貌与仿真形貌对比图,超通端面磨削与轴向超声辅助端面磨削(A＝4μm)的实测表面形貌与仿真形貌对比图,超[0098]如图14和图15所示为不同进给速度和磨削深度下的轴向超声辅助端面磨削(A0=