[發(fā)明專利]拼接淬硬鋼模具振動輔助銑削裝置及模糊控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810340977.6
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108637329B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳石;任清宇;李鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;G05B13/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明涉及一種拼接淬硬鋼模具振動輔助銑削裝置及模糊控制方法，其組成包括：集成換能器（3）、電渦流傳感器（5）、加速度傳感器（6）、獨立換能器（11），所述集成換能器（3）安裝在刀柄（2）上，所述電渦流傳感器（5）安裝在球頭銑刀（4）上，所述獨立換能器（11）布置在床身（13）內(nèi)部，所述加速度傳感器（6）安裝在工件（7）上，本發(fā)明主要針對拼接淬硬鋼模具，發(fā)明一種振動輔助裝置可使加工拼接過縫處更加穩(wěn)定，減少加工中的自激振動和刀具磨損，延長刀具的使用壽命，達到提高銑削淬硬鋼拼接模具的表面質(zhì)量和加工效率的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及振動切削領(lǐng)域以及模糊控制技術(shù)領(lǐng)域，本專利主要涉及一種拼接淬硬鋼模具振動輔助銑削裝置及模糊控制方法。

背景技術(shù)

汽車覆蓋件模具是汽車車身生產(chǎn)的重要工藝裝備，其設(shè)計和制造時間約占汽車開發(fā)周期的2/3，是制約汽車換型的主要因素。然而淬硬鋼作為制造汽車覆蓋件模具的主要材料，為保證淬硬鋼模具壽命，普遍采用拼鑲式結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)銑削加工淬硬鋼拼接模具時，由于其加工區(qū)域存在大比例的非均勻性多硬度表面、存在拼接縫、銑削力不穩(wěn)定、切削中產(chǎn)生振動、加工精度不足，導(dǎo)致過縫切削產(chǎn)生沖擊力、刀具使用壽命不足、加工表面質(zhì)量差、后期研磨工作量大等等，致使模具加工品質(zhì)及成品率低，嚴重制約大型汽車覆蓋件拼接模具成形精度和效率的提高。

本發(fā)明提出一種振動輔助切削裝置及模糊控制方法，可使加工拼接過縫處更加穩(wěn)定，減少加工中的自激振動和刀具磨損，延長刀具的使用壽命，達到提高銑削淬硬鋼拼接模具的表面質(zhì)量和加工效率的效果。

發(fā)明內(nèi)容

拼接淬硬鋼模具振動輔助銑削裝置，如圖1所示，是一種加工拼接淬硬鋼模具的輔助銑削裝置，針對加工拼接淬硬鋼模具，使加工拼接過縫處更加穩(wěn)定，具有減少加工中的自激振動和刀具磨損，延長刀具的使用壽命，提高銑削淬硬鋼拼接模具的表面質(zhì)量和加工效率的效果。該輔助銑削裝置包括上下兩個部分：一部分是刀具部分的振動裝置，另一部分是工件部分的振動裝置。

一種拼接淬硬鋼模具振動輔助銑削裝置，工件部分的振動裝置布置在床身內(nèi)部，利用振動切削原理，刀具與工件處各施加橢圓振動，刀具振動裝置和工件振動裝置通過控制系統(tǒng)耦合，合成一個可以跟刀具振動和工件振動相抵消的振動，所述銑削裝置包括刀具振動裝置、工件振動裝置和控制系統(tǒng)，所述刀具振動裝置包括主軸頭、刀柄、集成換能器、球頭銑刀、電渦流傳感器、第一功率放大器和第一超聲波發(fā)生器，所述電渦流傳感器安裝在球頭銑刀上，所述球頭銑刀安裝在刀柄下，所述刀柄上安裝集成換能器，所述集成換能器連接第一功率放大器后與第一超聲波發(fā)生器相連，所述第一超聲波發(fā)生器與控制系統(tǒng)相連，所述電渦流傳感器與控制系統(tǒng)通訊連接，所述工件振動裝置包括工件、工作臺、六角導(dǎo)振塊、獨立換能器、固定架、床身、第二功率放大器和第二超聲波發(fā)生器，所述工件位于球頭銑刀的下方，由三塊硬度不同的淬硬鋼拼接而成，所述工件上安裝有加速度傳感器，所述工件安裝在工作臺上，所述固定架安裝在床身內(nèi)部，所述獨立換能器位于固定架內(nèi)，所述獨立換能器與六角導(dǎo)振塊相連，所述六角導(dǎo)振塊與工作臺相連，所述工作臺與獨立換能器半剛性連接，所述獨立換能器連接第二功率放大器后與第二超聲波發(fā)生器相連，所述第二超聲波發(fā)生器與控制系統(tǒng)相連，所述加速度傳感器與控制系統(tǒng)通訊連接。

刀具部分的振動裝置：安裝在刀柄（2）上的集成換能器（3）外接功率放大器后連接超聲波發(fā)生器，球頭銑刀（4）安裝在刀柄（2）下部，銑削加工時，超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻電信號經(jīng)集成換能器3轉(zhuǎn)換成機械振動，因而球頭刀銑削時受到外界振動，刀具與工件穩(wěn)定分離，減少刀具磨損，延長刀具使用壽命，提高加工表面質(zhì)量。

工件部分的振動裝置：包括獨立換能器（11）、固定架（12）以及起定位和導(dǎo)振作用的六角導(dǎo)振塊（10）等，獨立換能器（11）將外接超聲波發(fā)生器發(fā)出的電信號轉(zhuǎn)換成機械振動，經(jīng)工作臺（9）傳遞至工件（7），使工件（7）在銑削加工時有一個振動輔助，可提高加工表面質(zhì)量和加工效率。