[發明專利]一種用于超聲橢圓振動切削技術切削軌跡的計算方法有效
| 申請號： | 202010631176.2 | 申請日： | 2020-07-03 |
| 公開（公告）號： | CN111880471B | 公開（公告）日： | 2022-06-10 |
| 發明（設計）人： | 王愛博;趙清亮;郭兵 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | G05B19/19 | 分類號： | G05B19/19 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 牟永林 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 超聲 橢圓 振動 切削 技術 軌跡 計算方法 | ||
1.一種用于超聲橢圓振動切削技術切削軌跡的計算方法，其特征在于：它包括以下步驟：
步驟一：離散待加工曲線，得到相鄰兩點距離不大于0.5μm的離散點序列Qi(yi,zi)(i＝1,2,…,n)(1)，再從待加工的離散點序列Qi(yi,zi)(i＝1,2,…,n)(1)中依次提取出相鄰兩點并計算所構成的微直線段(2)的斜率ki，進而得出斜率序列ki(i＝1,2,…,n)，其中，kn＝kn-1，斜率的計算公式為
式中，yi、yi+1、zi和zi+1分別為Qi和Qi+1的y坐標和z坐標；
步驟二：創建離散點序列Qi(yi,zi)(i＝1,2,…,n)(1)所對應的超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)，并設定超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)的中心Ovi(yOi,zOi)通過相鄰離散點的時間間隔為振動周期T，T＝1/f，其中f為超聲橢圓振動切削裝置的工作頻率；因此，當運動軌跡中心由微直線段(2)的端點Qi向端點Qi+1運動時，該微直線段(2)所對應的超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)為：
式中，Av和Bv分別為兩向簡諧運動的幅值；ω(＝2πf)為簡諧運動的角頻率；φ為兩向簡諧運動的相位差；vyi和vzi為橢圓中心沿微直線段(2)運動時在y軸和z軸的分速度；其中，vyi＝(yi+1-yi)/T、vzi＝(zi+1-zi)/T；yv和zv分別為超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)在坐標系OYtZt中的y坐標和z坐標；
步驟三：在每個微直線段(2)所對應的超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)上計算與微直線段(2)平行的切線及其切點Ti(yti,zti)；
超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)的切線斜率由公式(2-1)可得：
式中，dzv和dyv為超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)在兩方向的運動速度，令kvi＝ki，則
上式是關于時間變量t的方程，經三角函數化簡可得
式中，C1＝ω(Avki-Bvcosφ)，C2＝ωBvsinφ，C3＝kivyi-vzi，進而可得到該方程的兩個解，分別為
取位于區間[0,0.5T]的解為切點Ti(yti,zti)所對應的時刻t0，使用步驟二中的公式(2-1)進而得出超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)上點Ti(yti,zti)所對應的坐標
步驟四：通過坐標平移變換計算出新的橢圓軌跡中心點坐標Ovi′(yOi′,zOi′)；
超聲橢圓振動切削技術運動軌跡(3)的中心點Ovi，即點Qi，以Ovi為原點沿向量移動，進而得出新的橢圓軌跡中心點坐標Ovi′(yOi′,zOi′)；
步驟五：重復步驟三和步驟四直至計算出所有的新的橢圓中心，進而得到新的橢圓軌跡中心序列Ovi′(yOi′,zOi′)(i＝1,2,…,n-1)；
步驟六：根據步驟五中的橢圓軌跡中心序列Ovi′(yOi′,zOi′)(i＝1,2,…,n-1)，使用步驟二中公式(2-1)重新計算超聲橢圓振動切削技術運動軌跡，新的運動軌跡則為超聲橢圓振動切削技術的切削軌跡(4)。
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