[發明專利]基于模態分析的超聲切削刀具設計方法

在審

• 申請號: 201410557508.1
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104318007A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 田錫天;陳龍;車武軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種基于模態分析的超聲切削刀具設計方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、根據超聲振動切削系統的特性，在加工前進行模態分析，確定系統工作頻率f₀；

步驟二、根據刀具類型和結構，在保證加工要求的前提下，確定待優化的刀具參數變量，設定初始參數值；如果加工的是切除材料，設定可變參數為三個邊長和切刀的厚度；如果加工的是孔，鉆頭直徑保持不變，設定可變參數有鉆頭的長度、螺旋槽的長度和刀柄的直徑；

步驟三、采用遺傳算法對步驟二中的可變參數進行優化運算，優化后的刀具可變參數結果供步驟四使用；

步驟四、根據步驟三得出優化后的刀具可變參數，對超聲振動切削系統進行模態分析，即獲得所需振型的第一固有頻率f和振幅，并驗證目標變量a的符合程度：

a=min|f-f0|b=max(M)]]>

式中，a表示第一固有頻率和超聲振動切削系統的工作頻率之間的差；b表示刀具尖端位移放大倍數的最大值；M表示刀具尖端位移的放大倍數；

步驟五、經過步驟三和步驟四的反復運算操作，得出最符合設計要求的結果，輸出優化后的刀具參數。