(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210590567.3 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 杨吉祥　陈海清　王恭硕　丁汉　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 张晓博 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 113/22(2020.01) (54)发明名称 考虑砂带磨损对磨抛材料去除率影响的接 触力补偿方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑砂带磨损对磨抛材 料去除率影 响的接触力补偿方法， 涉及材料磨抛 加工领域， 旨在解决现有技术中随着砂带的磨损 出现欠磨 的问题， 采用的技术方案是， 在根据材 料去除模型进行规划磨抛法向接触力时， 建立了 考虑了砂带磨损的材料去除模型， 并将其加入到 工件材料去除模 型中， 对砂带磨损造成的工件材 料去除率减小进行补偿， 保证了恒定的材料去除 率， 提高了复杂曲面磨抛后的表面质量。 权利要求书1页 说明书8页 附图7页 CN 115034046 A 2022.09.09 CN 115034046 A 1.考虑砂带磨损对磨抛材料去除率影响的接触力补偿方法， 包括， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤1， 针对具体的磨抛场景， 建立工件材 料去除率模型： 表示工件表面的磨抛材料去除深度， n(r/min)表示主轴转速， vw(mm/min)表示 工件的进给速度， Fn(N)表示法向接触力的大小， Cg是一个常数， α、 β 、 γ分别为对应vb、 vw、 Fn 的指数； 步骤2， 针对具体的磨抛场景， 建立砂带磨损模型： 其中， 表示理想无磨损砂带的材料去除率， 与磨抛工艺参数有关， 表示砂带磨 损t时间后的材料去除率， 对应实际磨抛过程中的期望材料去除率或者磨抛深度， δ表示磨 损因子， 其大小也与磨抛工艺 参数有关； 步骤3， 针对具体的磨抛场景， 建立基于砂带磨损模型补偿的磨抛法向接触力规划模 型： 其中， 表示砂带磨损t时间后的工件表面磨抛 材料去除深度， δ表示磨损因子 。 2.根据权利要求1所述的考虑砂带磨损对磨抛材料去除率影响的接触力补偿方法， 其 特征在于： 所述步骤2中， 取多个新砂带磨 头， 分别采用法向接触力不同的工艺参数组合， 即 进给速度和主轴转速不变， 法向接触力变化， 磨抛圆柱棒料， 每磨抛圆柱棒料一圈测量一次 材料去除质量， 共磨抛m圈， 每圈磨抛的材料去除深度可以由每圈磨抛的去除质量除以密度 及棒料的周向表面积 计算得到， 根据实验结果作出不同法向接触力条件下材料去除深度随 圈次的变化关系； 由于棒料每磨抛一圈的时间相同， 圈数与时间成正比例关系， 于是可以建 立砂带磨损和时间的关系， 这种关系根据实验结果得到的砂带磨损曲线来拟合确定， 可近 似为函数关系。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115034046 A 2考虑砂带磨损对磨抛材料去除率 影响的接 触力补偿方 法 技术领域 [0001]本发明涉及材料磨抛加工领域， 具体为一种考虑砂带磨损对磨抛材料去除率影响 的接触力补偿方法。 背景技术 [0002]复杂曲面零件在航空航天、 汽车、 船舶等领域的应用日益广泛， 为保证零件表面的 轮廓度和粗 糙度， 复杂曲面 零件一般经 过铣削加工后还需磨抛处 理。 [0003]复杂曲面零件在磨抛时， 由于工件轮廓各点曲率不一样工件进给速度不断变化， 为保证恒定的材料去除深度， 确保轮廓精度， 需对磨抛工艺参数进 行规划。 磨抛工艺参数一 般包括法向接触力、 磨抛工件的进给速度、 磨抛工具的线速度等。 目前， 磨抛工艺参数是通 过建立材 料去除模型规划的。 [0004]砂带磨抛加工作为快速提高工件表面光洁度与尺寸精度的常用方法， 由于单层磨 粒， 砂带磨粒不能再生， 导致随着磨抛的进 行砂带会不可避免地 发生磨损。 磨损会损害砂带 的磨削性能， 造成材料去除率减小， 对制造精度不利， 而且对表面轮廓和表面粗糙度的影响 也不容忽视。 当砂带磨损较为严重时， 表面近乎磨平， 接触面积增大， 导致大量发热并对工 件表面造成损伤。 [0005]传统方法中， 在根据材料去除模型进行规划磨抛工艺参数时， 默认材料去除率是 一个定值， 即不考虑砂带的磨损。 然而， 在砂带实际磨抛过程中， 砂带容易 发生磨损， 造成材 料去除率减小。 若不考虑砂带 的磨损， 随着砂带 的磨损， 砂带的材料去除能力会不断降低， 零件实际的材料去除量会比理论的小， 会造成欠磨， 需适当增大法向接触力来对砂带磨损 进行补偿。 因此， 为保证复杂曲面磨抛表面质量， 在根据材料去除模 型进行规划磨抛工艺参 数时， 还需要建立砂带磨抛磨损模型， 然后对砂带磨损造成的材 料去除率减小 进行补偿。 发明内容 [0006]鉴于现有技术中所存在的问题， 本发明公开了一种考虑砂带磨损对磨抛材料去除 率影响的接触力补偿方法。 [0007]为实现上述目的， 本发明提供了一种通过调整法向接触力的方式对砂带磨损造成 的材料去除率减小 进行补偿的方法， 采用如下技 术方案： [0008]步骤1， 针对具体的磨抛场景， 建立工件材 料去除率模型； 具体采用如下 方式建立工件材 料去除率模型： 表示工件表面的磨抛材料去除深度， n(r/min)表示主轴转速， vw(mm/min) 表示工件的进给速度， Fn(N)表示法向接触力的大小， Cg是一个常数， α、 β、 γ分别 为对应vb、 vw、 Fn的指数， 受磨抛过程中其它不 可控因素的影响， 比如工件材料的硬度、 磨头的硬度和砂 带目数等， 当磨抛工具确定后也都是常数。说　明　书 1/8 页 3 CN 115034046 A 3