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申请/专利权人：上海圣尧智能科技有限公司

摘要：本发明公开了基于仿真的磨削工件表面微观形貌建模方法、系统及装置，涉及磨削加工技术领域，具体步骤为：运算初始化、建立通用式曲面工件磨削坐标变换系统、硅胶粘合剂复制CBN砂轮磨粒形貌，并通过仪器对其扫描，生成砂轮表面形貌特征参数、沿切削方向将各个不规则磨粒特征结点映射至切削磨粒中面，并将最外圈特征结点进行封闭连接、引入创新式切削截面沟壑恢复效应，完善理论磨削建模仿真、以3D视角提出解决相邻或是前后磨粒干涉处理方法和生成磨削工件表面仿真微观形貌。本发明简化待磨削工件表面曲率分析操作，将复杂的曲面特征通过通式表达；基于实验事实增加沟壑恢复效应，有利于缩小仿真结果的误差大小。

主权项：1.基于仿真的磨削工件表面微观形貌建模方法、系统及装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、运算初始化，清空环境内的所有数据，清除上一类生成的工件磨削表面微观形貌模型；步骤二、模拟砂轮在工件微观表面上的走刀轨迹，采用微积分思想，以齐次坐标变换4×4矩阵方程为理论依据，并根据砂轮中心轨迹与工件表面等距原则，在xoy、xoz、yoz三个视角上分别建立出表达位置变换的齐次坐标变换矩阵，将三个视角上所得矩阵进行整合，得到砂轮磨削工件微观表面走刀轨迹通式，建立通用式曲面工件磨削坐标变换系统；步骤三、硅胶粘合剂复制CBN砂轮磨粒形貌，并通过仪器对其扫描，生成砂轮表面形貌特征参数；步骤四、沿切削方向将各个不规则磨粒特征结点映射至切削磨粒中面，并将最外圈特征结点进行封闭连接；步骤五、分析砂轮与工件之间的运动关系，得到每颗磨粒在砂轮旋转截面下的二维方程组；加入理论切深及砂轮整体进给位移；分析不规则磨粒切削截面的实时切削部分，丰富二维方程，使之形成单颗磨粒三维轨迹仿真方程组；对切削截面的锥形切削部分两侧赋予耕犁效应；加入由于残余效应力引起的沟壑恢复效应，并以此更新单颗磨粒三维轨迹仿真模型；将上述三维方程与齐次轨迹矩阵联立，得到最终的单颗磨粒切削曲面工件的三维运动轨迹；步骤六、选取一块待研究的磨削工件表面微观区域，且该区域磨削朝向长度需大于磨粒切削长度十倍；根据匹配算法限定某一砂轮区域内的磨粒数目；将表面微分区域沿长度方向划分为1000个区块，同时将每颗磨粒的三维切削运动轨迹沿同方向划分为100个截面，每个截面对应当时段磨粒切削截面的状态，且轨迹内的每个截面均能在1000个表面微分区块内找到相应位置；每个表面微分区块将匹配到的轨迹截面曲线进行整合；前后或是相邻磨粒切削轨迹沟壑干涉问题被分解为1000个表面微分区块相应的二维截面干涉问题，每个区块的截面曲线重合部分剔除，留下的曲线即为磨粒间相互干涉后的结果，1000个微分区块生成1000组干涉结果数据，并将这1000组数据视为矩阵数据点输出；步骤七、将所生成的矩阵数据点导入数学仿真图像处理软件，通过surface处理方式，得到改进磨削工件表面仿真微观形貌。

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