[發明專利]一種預測刀工接觸時變位置處工件的頻響函數的方法

在審

• 申請號: 201710252439.7
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107052907A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李哲;陳帥;李超;任德闊;方媛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種快速預測刀工接觸任意位置頻響函數的方法，用于獲取機床上刀工接觸任意位置頻響函數，該方法具體包括以下步驟：

（一）將整個機床進行子結構劃分，即將卡盤夾持端和工件的組合作為第一子結構，將所述卡盤及夾持工件部分作為第二子結構，將主軸和機床其余部件的組合作為第三子結構；用均勻分布的彈簧阻尼模擬工件和卡盤的聯接；

（二）確定所述第二子結構在主軸端的頻響函數矩陣；

（三）辨識所述第一子結構中工件和聯接處的彈簧、阻尼參數，包括彈簧阻尼剛度k和阻尼系數c；

（四）將辨識得到的彈簧阻尼剛度k和阻尼系數c代入第一子結構的有限元模型中，計算得到該第一子結構的頻響函數；

（五）取任一截面分割，將第一子結構劃分為F、G兩個子結構，并將其耦合，即得到刀工接觸任意位置頻響函數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟（二）中，所述第二子結構在卡盤與主軸端的頻響函數矩陣的確定步驟如下：

（1）測量所述第二子結構和第三子結構組成的組合結構的三個頻響函數h_2b2b、h_2b3a和h_3a3a，其中h_2b2b、h_2b3a和h_3a3a分別是頻響函數矩陣G_2b2b、G_2b3a和G_3a3a的第一個元素，所述頻響函數矩陣G_2b2b、G_2b3a和G_3a3a分別是該組合結構在卡盤前端、卡盤前端與末端之間、以及卡盤末端的頻響函數矩陣；

（2）計算所述第二子結構的各個頻響函數矩陣R_2b2b、R_2b3a和R_3a3a，其中R_2b2b、R_2b3a和R_3a3a分別是該第二子結構在卡盤前端、卡盤前端與末端之間、以及卡盤末端的頻響函數矩陣；

（3）根據所述組合結構的頻響函數與第二子結構的頻響函數，即可獲得所述第三子結構在主軸處的頻響函數矩陣R_3b3b。

3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述頻響函數H_2b2b、 H_2b3a、 H_3a3a通過對所述組合結構進行模態錘擊實驗測量得到，具體為：

在所述組合結構的卡盤前端錘擊，并在該處采集振動位移響應，得到整體結構的一個頻響函數H_2b2b；在組合結構的卡盤末端錘擊，在卡盤前端采集振動位移響應，得到第二個頻響函數H_2b3a；在組合結構的卡盤末端錘擊并在該卡盤末端處采集響應，得到整體結構的第三個頻響函數H_3a3a。