[發明專利]一種介觀尺寸刀具刀尖直接頻響函數提取方法

有效

• 申請號: 201810455941.2
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108620951B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 陳云;侯亮;卜祥建
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

1.一種介觀尺寸刀具刀尖直接頻響函數提取方法，其特征在于，包括：

將機床加工系統分為三個子結構A、B和C；其中，子結構A包括主軸和刀柄，子結構B包括刀具非切削刃部分，子結構C包括所有切削刃的刀具剩余部分；子結構A和B柔性連接，子結構B和C剛性連接；

通過力錘模態測試獲取子結構A在刀柄末端點處的直接頻響函數矩陣；

分別建立子結構B和C的有限元模型，利用諧響應分析獲取子結構B和C在自由模態下的直接和交叉頻響函數矩陣；

通過響應耦合法依次耦合子結構A、B和C，結合所述子結構B和C在自由模態下的直接和交叉頻響函數矩陣，建立主軸-刀柄-刀具全耦合系統的交叉頻響函數矩陣的數學模型；

利用力錘模態測試獲取主軸-刀柄-刀具全耦合系統下的交叉頻響函數矩陣各分量，結合所述主軸-刀柄-刀具全耦合系統的交叉頻響函數矩陣的數學模型，反分析識別刀具和刀柄連接處的剛度矩陣；

根據所述剛度矩陣、子結構A刀柄末端處的直接頻響函數矩陣、子結構B和C的自由模態下的直接和交叉頻響函數矩陣、及刀尖直接頻響函數矩陣數學模型，獲取介觀尺寸刀尖直接頻響函數矩陣。

2.根據權利要求1所述的介觀尺寸刀具刀尖直接頻響函數提取方法，其特征在于，所述主軸-刀柄-刀具全耦合系統的交叉頻響函數矩陣的數學模型，具體如下：

G₁₃＝S₁₂(S₂₂+GS₃₃)^-1GS₃₃

其中，S₁₂表示子結構C上點1和2的交叉頻響函數矩陣；S₂₂表示子結構C上點2的直接頻響函數矩陣；GS₃₃表示通過柔性耦合的子結構A和B在點3上的直接頻響函數矩陣；點1為介觀尺寸刀具刀尖上一點，點2和3分別位于子結構C和B連接處。

3.根據權利要求2所述的介觀尺寸刀具刀尖直接頻響函數提取方法，其特征在于，所述GS₃₃的獲取方法如下：

GS₃₃＝S₃₃-S₃₄(S₄₄+S₅₅+K^-1)^-1S₄₃

其中，S₃₃表示子結構B上點3的直接頻響函數矩陣；S₃₄表示子結構B上點3和點4的交叉頻響函數矩陣；S₄₄表示子結構B上點4的直接頻響函數矩陣；S₄₃表示子結構B上點4和點3的交叉頻響函數矩陣；S₅₅表示點5的直接頻響定義矩陣；點4和5分別位于子結構B和A連接處；K^-1表示刀柄和刀具連接處剛度矩陣。