买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种用于CFRP磨削的砂轮设计方法，步骤如下：工件可靠装夹，并保证加工过程中砂轮轴线平行于纤维排布面；确定砂轮端面半径；确定砂轮轨迹；获得砂轮切出角度及纤维方向角在砂轮移动过程中的变化规律；通过迭代算法对砂轮端面倒角角度进行再设计，获得砂轮端面倒角角度迭代输出值；进一步对砂轮端面倒角角度迭代输出值进行优化，确定砂轮端面倒角角度最终设计值及砂轮端面倒角长度最终设计值。本发明针对现有CFRP加工易产生毛刺，去毛刺工序复杂的问题，提出一种用于CFRP磨削的砂轮设计方法，使用该方法设计得到的砂轮可在CFRP磨削过程中对毛刺进行抑制，具有加工工序简单，加工成本低的优点。

主权项：1.一种用于CFRP磨削的砂轮设计方法，其特征在于具有如下步骤：工件可靠装夹，并保证加工过程中砂轮轴线平行于纤维排布面；确定砂轮端面半径rs；确定砂轮切削轨迹；获得砂轮切出角度φ及纤维方向角θ在砂轮移动过程中的变化规律；根据纤维方向角θ在砂轮移动过程中的变化规律，初步确定：砂轮端面倒角角度初始设计值β0，砂轮端面倒角长度初始设计值b∈0，并结合砂轮切出角度φ在砂轮移动过程中的变化规律，通过迭代算法对砂轮端面倒角角度进行再设计，获得砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp；在保证砂轮端面倒角强度的条件下，进一步对砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp进行优化，确定砂轮端面倒角角度最终设计值β*及砂轮端面倒角长度最终设计值b∈；所述获得砂轮切出角度φ及纤维方向角θ在砂轮移动过程中的变化规律，具体指：将砂轮轨迹离散为由n个轨迹点组成的轨迹点阵列，计算每个轨迹点对应的砂轮切出角度φ及纤维方向角θ，获得砂轮切出角度φ及纤维方向角θ在砂轮移动过程中的变化规律，计算过程如下：按照砂轮移动的先后顺序对每个轨迹点进行编号；砂轮切出角度φ为加工过程中砂轮切出点切削速度方向与该砂轮切出点对应的纤维排布面之间的夹角，并记第i个轨迹点对应的砂轮切出角度为φi，且： 其中，li为第i个轨迹点距离其纤维排布面的距离；r为刀具直径，取端面直径或侧面直径的较大值；记Φ＝φ1，φ2，φ3，...，φn，表示由n个轨迹点对应的砂轮切出角度组成的矩阵，用于描述砂轮切出角度φ在砂轮移动过程中的变化规律，记砂轮移动过程中，砂轮切出角度的最大值为φmax；纤维方向角θ为纤维排布面内砂轮进给方向与纤维方向的夹角，即砂轮进给方向顺时针旋转至与纤维方向平行所转过的角度；记第i个轨迹点对应的纤维方向角为θi，并记Θ＝θ1，θ2，θ3，...，θn，表示由n个轨迹点对应的纤维方向角组成的矩阵，用于描述纤维方向角θ在砂轮移动过程中的变化规律，记砂轮移动过程中，纤维方向角的最大值为θmax；当纤维方向角的最大值θmax介于0°～90°时，在满足加工过程中毛刺抑制基本条件的情况下，同时最大程度保证砂轮的强度，较为合理的砂轮端面倒角角度设计范围介于90°～180°，则砂轮端面倒角角度初始设计值β0初步确定在90°～180°，砂轮端面倒角长度初始设计值b∈0应小于砂轮端面半径rs，则所述通过迭代算法对砂轮端面倒角角度进行再设计，获得砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp的具体步骤如下：输入砂轮端面半径rs、砂轮端面倒角角度初始设计值β0、砂轮端面倒角长度初始设计值b∈0和砂轮切出角度变化规律Φ；计算纤维排布面内的砂轮端面楔角，记第i个轨迹点对应的纤维排布面内的砂轮端面楔角为： 其中，β为迭代算法计算过程中的砂轮端面倒角角度迭代设计值，在迭代过程中该值不断变化，迭代算法首次计算时β取β0；计算纤维排布面内纤维方向与砂轮侧面轮廓的夹角Δ，并基于Δ调整砂轮端面倒角设计参数：记Δi为第i个轨迹点对应的纤维排布面内纤维方向与砂轮侧面轮廓的夹角，有： 取砂轮移动过程中Δi的最小值，并记为Δmin；为保证加工质量，则需要满足Δmin0；若Δmin0，则逐步减小砂轮端面倒角角度迭代设计值β，重新计算纤维排布面内的砂轮端面楔角使0Δminα，并将满足上述条件的砂轮端面倒角角度迭代设计值β输出为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp，其中，α为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp与砂轮端面倒角角度最优设计值的误差允许范围，当砂轮端面倒角角度取最优设计值时，Δmin＝0；若Δminα，则逐步增大砂轮端面倒角角度迭代设计值β，重新计算纤维排布面内的砂轮端面楔角使0Δminα，并将满足上述条件的砂轮端面倒角角度迭代设计值β输出为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp；若Δmin＝0，则表明当前条件下砂轮端面倒角已取最优设计值，直接输出砂轮端面倒角角度初始设计值β0作为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp；当纤维方向角的最大值θmax介于90°～180°时，在满足加工过程中毛刺抑制基本条件的情况下，同时最大程度保证砂轮的强度，较为合理的砂轮端面倒角角度设计范围介于0°～90°，则砂轮端面倒角角度初始设计值β0初步确定在0°～90°，砂轮端面倒角长度初始设计值b∈0应小于砂轮端面半径rs，则所述通过迭代算法对砂轮端面倒角角度进行再设计，获得砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp的具体步骤如下：输入砂轮端面半径rs、砂轮端面倒角角度初始设计值β0、砂轮端面倒角长度初始设计值b∈0和砂轮切出角度变化规律Φ；计算纤维排布面内的砂轮端面楔角，记第i个轨迹点对应的纤维排布面内的砂轮端面楔角ψ′i为： 其中，β为迭代算法计算过程中的砂轮端面倒角角度迭代设计值，在迭代过程中该值不断变化，迭代算法首次计算时β取β0；计算纤维排布面内纤维方向与砂轮侧面轮廓的夹角Δ，并基于Δ调整砂轮端面倒角设计参数：记Δi为第i个轨迹点对应的纤维排布面内纤维方向与砂轮侧面轮廓的夹角，有：Δi＝π-ψ′i-θi取砂轮移动过程中Δi的最小值，并记为Δmin；为保证加工质量，则需要满足Δmin0；若Δmin0，则逐步减小砂轮端面倒角角度迭代设计值β，重新计算纤维排布面内的砂轮端面楔角ψ′i，使0Δminα，并将满足上述条件的砂轮端面倒角角度迭代设计值β输出为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp，其中，α为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp与砂轮端面倒角角度最优设计值的误差允许范围，当砂轮端面倒角角度取最优设计值时，Δmin＝0；若Δminα，则逐步增大砂轮端面倒角角度迭代设计值β，重新计算纤维排布面内的砂轮端面楔角使0Δminα，并将满足上述条件的砂轮端面倒角角度迭代设计值β输出为砂轮端面倒角角度迭代输出值βoutp。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种用于CFRP磨削的砂轮设计方法