CN110188501A - 一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，用三维建模的方法确定横磨法磨削外圆周向表面粗糙度，主要步骤是先建立磨削加工三维模型，在该模型基础上，将砂轮三维模型绕工件中轴线间歇转动一周，转动角度为α2，每转动一次，作一次布尔运算，用工件减去砂轮，工件最后剩余部分称为周向表面粗糙度计算三维模型，绘制外圆粗糙表面内轮廓线，和外圆粗糙表面外轮廓线，上述两轮廓线的距离为外圆面周向表面粗糙度Ra。
Description
技术领域
本发明公开一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，按国际专利分类表(IPC)划分属于外圆磨削加工技术领域。
背景技术
外圆磨削加工中有纵磨法与横磨法，其中的横磨法工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，一般用于大批量生产及成形面的磨削。横磨外圆表面粗糙度一直是业内确定的重要参数之一，目前常采用以下方法得到：
(1)、采用实验法，利用表面粗糙度仪测量表面粗糙度，但是实验成本高，并难于反映表面粗糙度与砂轮组织、砂轮参数和磨削加工工艺参数等主要影响因素之间的直接关系；
(2)、三坐标测量法可以测量表面三维坐标，构建表面三维模型，但是实验成本高，效率低，也难于反映表面粗糙度与砂轮组织、砂轮参数和磨削加工工艺参数等主要影响因素之间的直接关系。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，用三维建模的方法确定横磨法磨削外圆周向表面粗糙度。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，包括以下步骤：
S1、建立砂轮表面磨粒分布模型
通过UG软件，根据砂轮组织结构和磨粒参数建立砂轮表面磨粒分布二维模型，模型中xoy坐标系，磨粒在砂轮圆周面分布，周向相邻磨粒间距s1,磨粒直径D3；
S2、绘制周向邻磨粒磨削原理模型
砂轮在工件外周磨削，砂轮和工件相对转动，砂轮周向相邻的第一磨粒和第二磨粒在砂轮转动转角α2，分别与工件作用，形成工件周向表面粗糙度Ra；
S3、建立磨削加工三维模型
根据磨削工艺，工件和砂轮参数建立磨削加工三维模型，模型中xyz为坐标系，砂轮在工件周侧磨削，砂轮转速n1，工件转速n2，砂轮径向进给量fr；
S4、建立周向表面粗糙度计算三维模型
在S3中磨削加工三维模型基础上，将砂轮三维模型绕工件中轴线间歇转动一周，转动角度为α2，每转动一次，作一次布尔运算，用工件减去砂轮，工件最后剩余部分称为周向表面粗糙度计算三维模型；
S5、确定周向表面粗糙度
将S4中模型图转换成为主视模型，并放大工件周边任一处，绘制外圆粗糙表面内轮廓线，和外圆粗糙表面外轮廓线，则外圆粗糙表面内、外轮廓线的距离为外圆面周向表面粗糙度Ra。
进一步，采用UG软件中“标注”自动测量并标注外圆粗糙表面内、外轮廓线之间的距离。
进一步，UG软件采用4.0以上版本。
本发明提出用三维建模的方法确定横磨法磨削外圆周向表面粗糙度的方法，可以提高磨削工艺设计的逻辑性，准确性和效率。
附图说明
图1是本发明实施例横磨外圆周向表面粗糙度确定技术路线图。
图2是本发明砂轮表面磨粒分布模型图。
图3是本发明实施例周向邻磨粒磨削原理图。
图4是磨削外圆三维模型。
图5是周向表面粗糙度计算三维模型。
图6是周向表面粗糙度计算三维模型局部放大图。
图7是周向表面粗糙度计算三维模型主视图。
图8是周向表面粗糙度测量模型即图7中局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：横磨法磨外圆周向表面粗糙度确定采用三维建模的方法，技术路线如图1。图1中，磨粒分布介绍磨粒在砂轮圆周面分布；周向邻磨粒磨削原理说明周向相邻两个磨粒磨削周向表面粗糙度与磨削工艺参数之间几何关系；磨削三维建模建立磨削过程三维模型；周向表面粗糙度计算三维建模建立确定周向表面粗糙度的三维模型。周向表面粗糙度确定介绍确定周向表面粗糙度方法。一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，包括以下步骤：
1、建立砂轮表面磨粒分布模型
通过UG软件，根据砂轮组织结构和磨粒参数建立砂轮表面磨粒分布二维模型如图2所示。
图2中，xoy为坐标系，件1为磨粒，s1为周向相邻磨粒间距(mm),D3为磨粒直径(mm)。
2、绘制周向邻磨粒磨削原理模型图
根据磨削工艺和磨削原理，绘制周向邻磨粒磨削原理图如图3所示。图3中件2为第1磨粒磨削余量,件3为工件，件4为第2磨粒磨削余量，件5为第2磨粒工作时砂轮，件6为第1磨粒工作时砂轮。O1为件6转动中心，o1’为件5转动中心，O2为件3转动中心。n2为件3转速r/s，n1为件6、件5转速r/s，Ra为周向表面粗糙度(μm)，α2为工件转角(°)，D1为砂轮直径(mm)，D2为工件直径(mm)。
3、建立磨削加工三维模型
根据磨削工艺，工件和砂轮参数建立磨削加工三维模型如图4所示。图4中，xyz为坐标系，件3，件6，n1,n2同前，fr为径向进给量(mm)。
4、建立周向表面粗糙度计算三维模型
在图4基础上，将件6砂轮三维模型绕工件3轴线间歇转动一周，转动角度为α2(°/次)，每转动一次，作一次布尔运算，用工件3减去砂轮6，工件3最后剩余部分称为周向表面粗糙度计算三维模型，如图5。图5中，xyz为坐标系。件3同前。A为局部放大代号。
在图5基础上，将A处放大如图6所示。图6中，件7为刀纹。
5、确定周向表面粗糙度
将图5视图转换成为主视图如图7所示。图7中，件3同前，B为局部放大代号。
将图7中B处局部放大，连接工件3端面上刀纹顶点绘制线9，连接砂轮6轨迹内切圆绘制线8，如图8所示。图8中，件3同前。8为外圆粗糙表面内轮廓线，9为外圆粗糙表面外轮廓线。Ra为外圆面周向表面粗糙度(μm)。
采用软件“标注”自动测量并标注线8和线9之间的距离，定义为周向表面粗糙度Ra(μm)。
本发明采用UG4.0以上版本创作形成。
应用案例如下表1。表1中，参数定义同前。序号1-10为磨削工艺参数，由工艺设计给出。11为本发明的确定结果。
表1横磨外圆周向表面粗糙度确定方案与结果
本发明提出用三维建模的方法确定横磨法磨削外圆周向表面粗糙度的方法。采用三维建模方法可以提高磨削工艺设计的逻辑性，准确性和效率。本发明可以在机械制造工艺领域应用。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (3)
1.一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、建立砂轮表面磨粒分布模型
通过UG软件，根据砂轮组织结构和磨粒参数建立砂轮表面磨粒分布二维模型，模型中xoy坐标系，磨粒在砂轮圆周面分布，周向相邻磨粒间距s1,磨粒直径D3；
S2、绘制周向邻磨粒磨削原理模型
砂轮在工件外周磨削，砂轮和工件相对转动，砂轮周向相邻的第一磨粒和第二磨粒在砂轮转动转角α2，分别与工件作用，形成工件周向表面粗糙度Ra；
S3、建立磨削加工三维模型
根据磨削工艺，工件和砂轮参数建立磨削加工三维模型，模型中xyz为坐标系，砂轮在工件周侧磨削，砂轮转速n1，工件转速n2，砂轮径向进给量fr；
S4、建立周向表面粗糙度计算三维模型
在S3中磨削加工三维模型基础上，将砂轮三维模型绕工件中轴线间歇转动一周，转动角度为α2，每转动一次，作一次布尔运算，用工件减去砂轮，工件最后剩余部分称为周向表面粗糙度计算三维模型；
S5、确定周向表面粗糙度
将S4中模型图转换成为主视模型，并放大工件周边任一处，绘制外圆粗糙表面内轮廓线，和外圆粗糙表面外轮廓线，则外圆粗糙表面内、外轮廓线的距离为外圆面周向表面粗糙度Ra。
2.根据权利要求1所述的一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，其特征在于：采用UG软件中“标注”自动测量并标注外圆粗糙表面内、外轮廓线之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的一种横磨外圆周向表面粗糙度确定方法，其特征在于：UG软件采用4.0以上版本。
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