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公开(公告)号：CN113547063A
公开(公告)日：2021-10-26
申请号：CN202110700711.X
申请日：2021-06-23
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声冷摆精密加工面齿轮的装置及方法，超声冷摆精密加工面齿轮的装置包括：机架；旋转驱动装置，安装于机架；底座，与旋转驱动装置连接，上端用于装夹工件；摆动轴，位于底座上方，内部安装有超声振动装置，输出超声振动；齿形模具，位于摆动轴和工件之间，能在摆动轴的作用下对工件进行加工；加工进给驱动机构，安装于机架，并与摆动轴连接，以驱动摆动轴升降和旋转。本发明利用摆动轴摆动对齿形模具施压，齿形模具对工件部分区域挤压成型，并利用旋转驱动装置带动底座旋转，实现加工位置的切换，最终实现工件的全面加工，可对大工件进行逐次小区域加工，降低冲击力需求，提高了加工精度。
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公开(公告)号：CN112845004B
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202110014319.X
申请日：2021-01-06
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆，包括沿一轴线依次同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段；所述第一振动安装段朝向定位段的侧面设有第一压电致动器安装槽；所述振动变换输出段，包括依次设置的第一中间段、第二中间段和振动输出段，所述第一中间段和第二中间段之间设有第二压电致动器安装槽，所述第二中间段上设有相对轴线倾斜的通槽，且所述第一压电致动器与第二压电致动器产生的超声振动进行叠加。本发明两组超声振动可叠加，产生能量更大的振动，并最终传递至振动输出段，作用在工件或刀具上，实现超声振动加工；再加上倾斜的通槽可产生扭转和轴向的复合振动，降低成型压力，提高工件表面的切削质量。
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公开(公告)号：CN111843615B
公开(公告)日：2021-07-20
申请号：CN202010609371.5
申请日：2020-06-29
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声振动辅助加工中材料的断裂韧性的快速识别方法，包括如下步骤：S1，进行超声振动辅助低速切削加工，以形成连续不断裂的切屑，并获得其切削参数和切削力；S2，根据能量守恒定律，计算获得材料的剪切强度τ与新表面形成所需的能量G；S3，进行超声振动辅助快速切削加工，获得其切削参数和切削力，并分析获得单位时间内切屑断裂次数N；S4，通过能量守恒定律，计算获得材料的断裂韧性Gfr。本发明通过分析切削中能量守恒，动量守恒及变形协调关系，以切削实验为基础，提供了一种快速准确识别超声振动辅助加工中的材料的断裂韧性的方法，为分析切削过程中的物理现象及切屑形成机理奠定了基础。
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公开(公告)号：CN112620820A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011428398.0
申请日：2020-12-09
Applicant: 中南大学
IPC: B23F17/00
Abstract: 本发明公开了一种用于超声振动辅助高效切削薄板齿轮的加工方法，包括如下步骤：S1，识别超声振动辅助加工中切削力的振荡频率和切屑的形成频率；S2，获取机床的激励频率范围；S3,获取超声振动辅助加工的切削力系数、机床刀具的模态参数、装卡后薄板齿轮的模态参数；S4，获得振动能量比；S5，求解切削参数稳定区域，并获得临界切削深度；S6，根据临界切削深度以及与振动能量比的分析，获得加工所需切削深度和切削速度。本发明为了控制刀具的超声振动辅助加工中稳定性，本专利从超声振动辅助加工的多个振动源及在其影响的下系统刚度与切屑深度出发，建立了超声加工中刀具稳定性预测方法，提供切削参数稳定域，为高效加工薄板齿轮奠定了基础。
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公开(公告)号：CN109013259B
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201810904537.9
申请日：2018-08-09
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种用于超声高速振动辅助加工的大幅值振动变幅杆,它为整体件，包括主体杆和多个变幅杆，主体杆为沿刀具工作台长度向设置的变径杆，变幅杆为杆径自刀具工作台向拉刀刀盒减小的变径杆，各变幅杆的底端均连接于主体杆的变径位置处。使用时，由于变幅杆的杆径自振动穿入端向传出端减小，能够将能量聚集在较小的面积上，将振动放大传递至拉刀刀盒及拉刀，达到很高的振动速度，满足在加工涡轮盘榫槽时的高振动速度要求，提高了表面质量；并放大了振幅，确保刀齿与工件在一个振动频率周期内完全脱离，避免了当刀具从未切落的材料上退回时刀具撞到工件的可能性，从而能够提高加工效率，并能减小干涉给刀具带来的损伤，延长了刀具的使用寿命。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110007644A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910171428.5
申请日：2019-03-07
Applicant: 中南大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种加工综合误差建模方法，包括如下步骤：S1、位移误差归类，将位移误差进行归类以便分别计算；S2、位移误差测量，通过分布在各个位置的位置传感器测得各个位置的位置数值；S3、位移常量误差计算，通过步骤S2测量的数值计算获得位移常量误差；S4、位移变量误差计算，通过对变量误差进行建模分析计算获得位移变量误差；S5、将位移常量误差和位移变量误差相加获得位移综合误差。本发明首先将以上误差进行归类，并对不同类的误差分别独立计算，再将去整合获得机床的综合误差，可根据该综合误差进行相应补偿，以提高工件的加工精度。
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公开(公告)号：CN107538058B
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201710800647.6
申请日：2017-09-07
IPC: B23C5/00
Abstract: 一种适用于高速切削涡轮盘榫槽的耐冲击动平衡铣刀，包括刀柄、与刀柄相连的刀座以及绕刀柄旋转轴线间隔安装在刀座上的若干刀片，还包括与耐冲击动平衡铣刀质量相同的平衡质量块，平衡质量块通过动平衡装置安装在刀座上，且平衡质量块的质心与耐冲击动平衡铣刀的质心相对于刀柄的轴线对称，动平衡装置包括四个以上弹性阻尼机构，四个以上弹性阻尼机构在与刀柄轴线垂直的平面内绕平衡质量块四周均匀间隔布置，各弹性阻尼机构均包括用于阻碍平衡质量块位移的阻尼器和用于使平衡质量块复位的伸缩弹簧，阻尼器和伸缩弹簧均连接在平衡质量块和刀座之间。该耐冲击动平衡铣刀具有可实现动平衡、降低振动和冲击、提高加工质量、延长机床使用寿命等优点。
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公开(公告)号：CN109332801A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811327430.9
申请日：2018-11-08
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种高效稳定拉削加工涡轮盘榫槽的优化方法，包括如下步骤：依据拉削加工路径，分别在工件与刀具接触轨迹上间隔均匀地布置一系列点，通过模态试验，依次获得刀具及工件各个节点的模态传递函数；通过刀具各节点的模态传递函数和工件各节点的模态传递函数，建立不同节点工件与刀具之间的传递函数Φ1i，将Φ1i经过拉普拉斯变换获得拉普拉斯形式的传递函数Φ1i(s)；依据Φ1i(s)并通过频域求解稳定区域的方法，获得工件不同节点下的切削加工中的稳定区域；根据稳定区域的切削参数，对工件进行高效稳定加工。本发明能根据不同节点选择相应的切削参数，进行稳定且高效的加工，避免发生颤刀，造成刀具崩刃，提高刀具寿命和工件表面质量。
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公开(公告)号：CN109249317A
公开(公告)日：2019-01-22
申请号：CN201811024144.5
申请日：2018-09-04
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声喷丸高效均匀加工各种型面的系统，包括工件装夹机构、工作台以及设置在工作台上的第一连接件、第一振动变幅杆、混合器、喷丸填充装置、喷气机构、驱动机构、控制系统；所述第一振动变幅杆安装有一对位置相对的第一压电致动器；混合器位于第一振动变幅杆上方，用于将压缩气体与喷丸混合，将喷丸喷向第一振动变幅杆的端面，喷丸经过端面反弹加速加速后对下方的工件进行加工；工件装夹机构包括第二连接件、第二振动变幅杆，所述第二振动变幅杆安装有第二压电致动器，并能产生轴向-弯曲-扭转耦合振动。本发明可提高喷丸加工速度，且在第二振动变幅杆的振动作用下，对工件进行均匀高速加工，实现对工件的高效加工。
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公开(公告)号：CN109079255A
公开(公告)日：2018-12-25
申请号：CN201810942622.4
申请日：2018-08-17
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声振动辅助高效滚齿加工的系统，包括压电致动器、内齿刀、外齿刀、刀具工作台、第一连接件、振动变幅杆和刀盘；所述第一连接件与刀具工作台连接；所述振动变幅杆嵌装在第一连接件内，所述刀具工作台通过第一连接件与振动变幅杆连接以驱动振动变幅杆运动，所述振动变幅杆一端嵌入第一连接件，另一端安装有刀盘，刀盘在不同直径处分别设置有一圈内齿刀和一圈外齿刀，所述振动变幅杆安装有压电致动器，所述压电致动器均与超声波发生器连接。本系统及本系统的使用方法能提高了材料的切除效率、刀具的寿命和工件的表面质量，能够同步实现齿轮的粗、精加工。
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