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公开(公告)号：CN112756708B
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202110013310.7
申请日：2021-01-06
Applicant: 中南大学
IPC: B23F17/00
Abstract: 本发明公开了一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，包括：底座，底座具有开口朝上的容纳腔；下模具，用于装夹工件；超声振动变幅杆，安装于容纳腔内，包括沿一竖直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，定位段与底座相连且周向定位，第一振动安装段安装有第一压电致动器，振动变换输出段上安装有第二压电致动器，且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；振动变换输出段与工件接触，用于将超声振动传递给工件。本发明容纳腔用于容纳超声振动变幅杆，再利用超声振动变幅杆上的第一压电致动器和第二压电致动器产生的超声振动并进行叠加后，产生振动能量更大的超声振动，满足加工需求。
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公开(公告)号：CN111069941B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201911308685.5
申请日：2019-12-18
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种用于高速精密拉削加工涡轮盘榫槽的夹具系统及加工方法，夹具系统包括压力传感器、振动加速度传感器、信号采集与处理设备和用于夹持工件的夹具，夹具包括夹具主体、压板、上板和压紧螺栓，压力传感器、振动加速度传感器均和信号采集与处理设备电气连接，压板与上板通过压紧螺栓连接形成一个容纳工件的空间，上板安装在夹具主体上，压力传感器内置于夹具主体内，振动加速度传感器内置于上板内。本发明能够实时监测加工状态，如刀具磨损，异常振动，切削力等参数的夹具系统，并依据监测刀的状态调整加工策略的方法，实现涡轮盘榫槽的最优加工。
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公开(公告)号：CN112845004A
公开(公告)日：2021-05-28
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：CN112620821A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011475310.0
申请日：2020-12-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种用于自适应精密加工薄板齿轮的系统及方法，包括超声振动变幅杆、连接件、浮动装置、刀具和弹性阻尼装置；连接件连接于超声振动变幅杆端部；浮动装置包括浮动块和第一垫圈；浮动块安装于连接件内且远离超声振动变幅杆的一侧与第一垫圈连接固定；刀具与第一垫圈接触并与浮动装置固定相连；弹性阻尼装置包括弹性件和阻尼器，弹性件和阻尼器均安装于浮动块远离刀具的一侧，分别用于对浮动块施加弹性力和阻尼作用。本发明通过第一垫圈对刀具受到的冲击力进行缓冲，随后刀具的冲击力传递到浮动块，利用弹性件和阻尼器的作用，对浮动块的运动起到缓冲和迟滞作用，减少冲击和振动，提高加工稳定性和刀具寿命。
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公开(公告)号：CN112571150A
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN202011431396.7
申请日：2020-12-09
Applicant: 中南大学
IPC: B23Q17/00
Abstract: 本发明公开了一种用于监测薄板齿轮的薄板加工状态的非线性方法，包括如下步骤：S1,获得加工中的工件振动加速度随时间函数的曲线；S2，获得薄板齿轮‑刀具系统的固有频率，阻尼比；S3,建立薄板齿轮‑刀具系统的动力学响应方程；S4，获得多组薄腹板齿轮‑刀具系统的响应特征；S5，获得多组振动能量；S6,形成单位向量内的能量分布曲线；S7，若监测到实际加工中的振动能量不在以上的振动能量分布曲线内，则为异常工况。本发明通过超声振动辅助加工中超声振动激励工件‑刀具系统后的频响特征，建立了超声加工中薄板状态的非线性监测方法，采集一组正常工况下的数据即可建立超声加工薄板齿轮的加工状态模型，可提高薄板齿轮加工稳定性及加工效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111843615A
公开(公告)日：2020-10-30
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：CN111230590A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010067333.1
申请日：2020-01-20
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了拉削加工稳定性监测方法及系统，通过采集拉削加工机床在待监测拉削速度下工作时机床和工件的振动随时间变化的多组时域信号，从多组时域信号中提取机床的驱动频率、传递链的振动频率以及随机频率，通过模态测试获取在驱动频率、传递链的振动频率以及随机频率下拉削加工机床的不同模态参数；构建在不同模态参数下拉削加工机床的加速度稳定图；判断加工机床的实时加速度是否在加速度稳定图的稳定区域，若在加速度稳定图的稳定区域，则判断加工机床稳定，若未落在加速度稳定图的稳定区域，则判断加工机床会发生颤振，进而有效监测加工机床的稳定性，及时发现加工机床的颤振现象，解决现有系统振动造成的刀具与工件相对位置偏差的问题。
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公开(公告)号：CN109079665B
公开(公告)日：2020-06-02
申请号：CN201811014993.2
申请日：2018-08-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声喷丸高速均匀加工各种型面的系统，包括第一连接件、振动变幅杆、混合器、喷丸填充装置、喷气机构、工作台和控制系统；所述工作台设置有能驱动工件进给的驱动机构，工件装夹在驱动机构上；所述振动变幅杆一端嵌入第一连接件内，另一端设置有用于反弹喷丸的端面，所述振动变幅杆安装有一对位置相对的压电致动器，所述压电致动器与超声波发生器连接；所述喷气机构用于将压缩气体冲入混合器；所述喷丸填充装置用于将喷丸送入混合器内；所述混合器用于将压缩气体与喷丸混合。本发明实现较大直径的工作介质的高速超声喷丸加工，可加工出较大凹面，实现凸凹面及均匀度精密控制，可用于加工各类曲面的表面处理。
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公开(公告)号：CN108970954B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201810941343.6
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加工齿轮综合误差实时补偿系统，包括第一连接件、振动变幅杆、第二连接件、工件固定轴以及控制系统；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，所述振动变幅杆与刀具齿轮接触的末端安装有第一压电传感器；第二连接件内嵌装有的三组压电叠层致动器；工件固定轴上安装有四个第二压电传感器；控制系统与超声波发生器、第一压电传感器、第二压电传感器以及压电叠层致动器连接以控制整个系统工作。本系统及使用该系统的方法能主动补偿多种原因造成的误差，获得期望的加工轨迹，几个方向的振动幅值及相角差保持着设定值，将振动频率锁定在固有频率附近，提高了工件的表面质量及形状精度。
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公开(公告)号：CN109079255B
公开(公告)日：2020-02-28
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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