[發明專利]一種高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法

有效

• 申請號: 201811327430.9
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109332801B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 唐進元;陳雪林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B23D37/00
• 分類號: B23D37/00;B23D41/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

1.一種高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、依據拉削加工路徑，分別在工件與刀具接觸軌跡上間隔均勻地布置一系列點，依次標記為：1，2，3，…，k，通過模態試驗，依次獲得刀具及工件各個節點的模態傳遞函數，設為：H_1i(ω₁)，H_2i(ω₁)，i＝1，2，3，…，k；

S2、通過刀具各節點的模態傳遞函數和工件各節點的模態傳遞函數，建立不同節點工件與刀具之間的傳遞函數Φ_li，將Φ_1i經過拉普拉斯變換獲得拉普拉斯形式的傳遞函數Φ_1i(s)；

S3、依據Φ_1i(s)并通過頻域求解穩定區域的方法，獲得工件不同節點下的切削加工中的穩定區域；

S4、根據穩定區域的切削參數，對工件進行高效穩定加工。

2.根據權利要求1所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于：所述步驟S1中的相鄰點的間距為1至2mm。

3.根據權利要求1或2所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于：所述H_1i(ω₁)和H_2i(ω₁)均是通過將切削動力學方程拉普拉斯變換獲得。

4.根據權利要求3所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于，所述切削動力學方程為：

其中q₁，q₂分別為工件和刀具偏離理想位置的位移，分別為工件和刀具偏離理想位置的速度，分別為工件和刀具偏離理想位置的加速度，M₁，M₂分別為工件與刀具的模態質量，C₁，C₂分別為工件與刀具的阻尼值，K₁，K₂分別為工件與刀具的剛度，F₁(t)，F₂(t)分別為工件與刀具受到的切削力，且工件與刀具受到的切削力為一對反作用力，關系式為：F₂(t)＝-F₁(t)；

將切削動力學方程經過拉普拉斯變換后獲得：

5.根據權利要求4所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于，所述S2中，將Φ_1i經過拉普拉斯變換獲得如下公式：

其中h(s)是通過動態切削深度h_i(t)經過拉普拉斯變換獲得，h₀為切削中理想的切削深度，T為切削的周期，α_p為切削寬度，k₂為超聲振動輔助條件下的切削力系數。

6.根據權利要求5所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于，所述h_i(t)關系式如下：

h_i(t)＝h₀-[(h_2i(t)-h_1i(t))-(h_2i(t-T)-h_1i(t-T))]；

其中h_1i(t)為刀具振動影響后偏離理想切削深度后的切削深度，h_2i(t)為工件振動影響后偏離理想切削深度后的切削深度， h_2i(t-T)工件振動影響后偏離理想切削深度后的前一刀齒的切削深度，h_1i(t-T)刀具振動影響后偏離理想切削深度后的前一刀齒的切削深度。

7.根據權利要求1所述的高效穩定拉削加工渦輪盤榫槽的優化方法，其特征在于：所述工件與超聲振動輔助系統連接，并固定在工作臺，超聲振動輔助系統包括振動變幅桿，振動變幅桿上安裝有能產生超聲振動的壓電致動器，壓電致動器與超聲波發生器連接，超聲波發生器與電源連接。