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龙图腾网恭喜重庆大学;南京工大数控科技有限公司;西南交通大学申请的专利基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117124242B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311151334.4，技术领域涉及：B24B49/00；该发明授权基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法是由肖雨亮;杨波;王时龙;于春建;崔君君;王四宝;董建鹏;夏长久设计研发完成，并于2023-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法，包括如下步骤：步骤一：求解磨粒‑工件接触临界条件，得到犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度；步骤二：得到刮擦力计算模型、犁耕力计算模型和切削力计算模型；步骤三：修正磨粒‑工件接触临界条件和磨削力模型，得到修正后的犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度以及刮擦力‑砂轮磨损模型、犁耕力‑砂轮磨损模型和切削力‑砂轮磨损模型；步骤四：基于刮擦力‑砂轮磨损模型、犁耕力‑砂轮磨损模型和切削力‑砂轮磨损模型，构建得到磨削合力‑砂轮磨损模型；步骤五：基于主轴功率与磨削合力之间的关系，得到主轴功率‑砂轮磨损模型；步骤六：实时检测主轴功率，对砂轮磨损进行在线监测。

本发明授权基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于主轴功率的砂轮磨损在线监测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：基于磨粒几何参数，求解磨粒-工件接触临界条件，得到犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度；步骤二：针对不同磨削阶段构建磨削力模型，分别得到刮擦力计算模型、犁耕力计算模型和切削力计算模型；步骤三：基于砂轮磨损对磨粒几何参数的影响以修正磨粒-工件接触临界条件和磨削力模型，得到修正后的犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度以及刮擦力-砂轮磨损模型、犁耕力-砂轮磨损模型和切削力-砂轮磨损模型；步骤四：基于刮擦力-砂轮磨损模型、犁耕力-砂轮磨损模型和切削力-砂轮磨损模型，构建得到磨削合力-砂轮磨损模型；步骤五：基于主轴功率与磨削合力之间的关系，得到主轴功率-砂轮磨损模型；步骤六：实时检测主轴功率，对砂轮磨损进行在线监测；所述步骤三中，磨粒磨耗磨损率对磨粒接触面直径L2的影响关系为：L2＝L1+2tanαhiε式中，L1磨粒磨损前与工件接触底面的直径；L2表示磨粒磨损后与工件的接触底面的直径；ε表示磨粒磨耗磨损率；hi表示磨粒磨损前的凸出高度；磨粒受力面直径为：L3＝L2+2tanαdi式中，L3为磨粒受力面直径；所述步骤一中，磨粒-工件接触变形为： 其中，d为磨粒-工件接触变形；P0为区域内平均应力；E*为等效弹性模量；L1磨粒与工件接触底面的直径；α表示磨粒的磨削前角；磨粒所处的磨削阶段与磨粒当前的接触应力有关：当平均应力P00.4H时，工件材料为弹性变形；当平均应力0.4HP0H时，工件材料为弹塑性变形；当平均应力HP0时，工件材料为完全塑性变形；根据磨粒受力面在不同切削阶段的临界应力值，分别得到犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度： 式中，dcp和dcc分别为犁耕和切削临界切削深度；H为材料硬度；所述步骤三中，以磨粒受力面直径L3替换磨粒磨损前与工件接触底面的直径L1，得到修正后的犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度： 式中，dcp′和dcc′分别为修正后的犁耕阶段和切削阶段的临界切削深度；所述步骤二中，当磨粒切入深度ddcp时，磨粒处于刮擦阶段，处于刮擦阶段的磨粒受到的法向力Fnr和切向力Ftr为：Fnr＝P0S1Ftr＝μrFnr式中，S1为磨粒受力面面积： 式中，L2表示磨粒磨损后与工件的接触底面的直径：L2＝L1+2dtanα则得到刮擦力计算模型：Fnr＝E*dL1+2dtanαFtr＝μrE*dL1+2dtanα式中，μr为刮擦阶段摩擦系数；所述步骤三中，以磨粒受力面直径L3替换磨粒磨损前与工件接触底面的直径L1，得到刮擦力-砂轮磨损模型：Fnr′＝E*dL1+2dtanα+2tanαhiE*dεFtr′＝μrE*dL1+2dtanα+2μrtanαhiE*dε式中，Fnr′和Ftr′分别为修正后的处于刮擦阶段的磨粒受到的法向力和切向力；所述步骤二中，当磨粒切入深度dcpddcc时，磨粒处于犁耕阶段；磨粒因抵抗材料变形而产生的犁耕力则是作用在磨粒周面上的，将该受力面投影至磨粒截面平面，则法向犁耕力Fnp1为：Fnp1＝p1S2式中，p1为抵抗材料变形的截面平均应力；S2为磨粒在抵抗材料变形的运动方向上的投影截面积： 式中，L1磨粒与工件接触底面的直径；L2表示磨粒磨损后与工件的接触底面的直径；α表示磨粒的磨削前角；抵抗材料变形的截面平均应力可根据定义的材料刮擦硬度计算：p1＝Hs式中，Hs为材料的刮擦硬度；处于犁耕阶段的磨粒受到的法向力Rnp和切向力Ftp为：Rnp＝dE*+HsL1+dtanαFtp＝μpFnr式中，μp为犁耕系数： 得到犁耕力计算模型；所述步骤三中，以磨粒受力面直径L3替换磨粒磨损前与工件接触底面的直径L1，得到犁耕力-砂轮磨损模型：Fnp′＝E*dL1+2tanαhiε+2dtanα+HsdL1+2tanαhiε+dtanαFtp′＝μpFnr修正后的犁耕系数为： 式中，Fnp′和Ftp′分别为修正后的处于犁耕阶段的磨粒受到的法向力和切向力；μp′为修正后的犁耕系数；所述步骤二中，当磨粒切入深度dccd时，材料处于切削阶段，切削力对应的瞬时投影面积为：dA＝2rg2cos2αidαi式中，rg为切削力位置对应的磨粒半径；αi为瞬时切削前角；对整个磨粒切削面积分求得磨削阶段磨粒抵抗切屑成形的力Fnc1： 切削阶段的磨粒受到的法向力Fnc和切向力Ftc为： 式中，βα和φα分别为摩擦角和剪切角；S1为磨粒受力面面积；τ为剪切区域的流动应力，且： 式中，A，B，C，m，n为材料的本构参数，且：A表示考虑应变率和考虑温度下的初始屈服应力；B表示材料应变硬化模量；C表示材料应变率强化参数；m表示材料热软化指数；n表示材料应变硬化指数；Tr和Tm分别为室温和材料熔点；ε和分别为等效应变和等效应变率： 式中，为该磨粒的切削速度： 式中，Ri为磨粒所处位置与砂轮中心点径向距离；ds表示磨削位置对应的砂轮直径；vs表示砂轮转速；得到切削力计算模型；所述步骤三中，以磨粒受力面直径L3替换磨粒磨损前与工件接触底面的直径L1，得到切削力-砂轮磨损模型： 式中，Fnc′和Ftc′分别为切削阶段的磨粒受到的法向力和切向力。

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