螺杆磨削加工磨削力预测方法与流程

技术特征：

1.一种螺杆磨削加工磨削力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算砂轮与螺杆的接触线长度；

确定实际磨削过程中的影响切削力的参数值，所述参数值包括砂轮速度、螺杆速度、背吃刀量和磨削轴向进给量；

所述磨削力的大小为：

$F_t=C_F{a}_p^{0.88}{v}_s^{-0.76}{v}_w^{0.76}{f}_a^{0.62}{b}_s^{0.38};$

式中，F_t为磨削区域的主磨削力，C_F为磨削力系数，a_p为背吃刀量(mm/min)，v_s为砂轮速度(m/s)，v_w为螺杆速度(m/min)，f_a为磨削轴向进给量(mm/r)，b_s为砂轮与螺杆的接触线长度(mm)。

2.根据权利要求1所述的螺杆磨削加工磨削力预测方法，其特征在于，计算某一时刻所述砂轮与螺杆的接触线长度包括以下步骤：

求解所述砂轮轴线方向各切削平面的砂轮半径；

所述砂轮半径对应端点为该时刻砂轮与螺杆的接触点；

根据所述接触点的坐标，利用离散点拟合方法得到实际接触线模型；

根据所述实际接触线模型求得所述接触线长度。

3.根据权利要求1所述的螺杆磨削加工磨削力预测方法，其特征在于，计算所述接触点的坐标包括以下步骤：

在螺杆端面上任取一离散点A，其坐标为A(x_tA,y_tA,z_tA)，其形成的螺旋线方程为：

对于螺旋线A上的任意一点，其法向量为对于每一个切削平面上与所述螺旋线A有交点的切削圆而言，其交点的切向量为

所述接触点满足以下方程

n_xA·n_xτ+n_zA·n_zτ＝(n_xA,0,n_zA)·(n_xτ,0,n_zτ)

其中(n_xA,0,n_zA)为螺旋线A投影在XOZ平面上的向量分量；

对空间螺旋线A上每一点求解其到砂轮轴线的距离R(θ)

$R\left(\mathrm{\θ}\right)=\sqrt{{(Y-T)}^2+{(Xcos\mathrm{\ω}-Zsin\mathrm{\ω})}^2}$

式中ω为砂轮轴线与螺杆轴线夹角，大小等于螺杆的导程角；

取R(θ)的最小值R(θ_A′)＝min(R(θ))，即可得到接触点A′的坐标。