[發明專利]薄壁工件加工聲波振動抑制裝置及方法

有效

• 申請號: 202210085018.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114310489B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 侯軍明;王保升;汪木蘭;黃家才;蔣麒麟;卞榮
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.薄壁工件加工聲波振動抑制裝置，其特征是：包括聲波發射器(1)、薄壁工件(2)、銑刀(3)以及測力儀(5)，所述的薄壁工件(2)固定在測力儀(5)上，所述的銑刀(3)的側刃對薄壁工件(2)的一側進行加工，并產生切削力，所述的測力儀(5)用于測量薄壁工件(2)切削加工過程中的切削力，并對切削力求解得到薄壁工件(2)在切削過程中產生的聲波振動頻率和相位，所述的聲波發射器(1)固定在薄壁工件(2)的另一側，聲波發射器(1)用于對薄壁工件(2)發射特定頻率和幅值的聲波，且在薄壁工件(2)上，聲波發射器(1)發射的聲波與銑刀(3)加工薄壁工件(2)產生的聲波振動頻率相同，相位相反。

2.根據權利要求1所述的薄壁工件加工聲波振動抑制裝置，其特征是：所述的聲波發射器(1)的數量為若干個。

3.根據權利要求1所述的薄壁工件加工聲波振動抑制裝置，其特征是：所述的聲波發射器(1)的數量為兩個，分別為聲波發射器A(101)和聲波發射器B(102)，聲波發射器A(101)和聲波發射器B(102)均分布在薄壁工件(2)的同一側。

4.根據權利要求1所述的薄壁工件加工聲波振動抑制裝置，其特征是：所述的薄壁工件(2)通過鎖緊螺釘(4)固定在測力儀(5)上。

5.薄壁工件加工聲波振動抑制方法，其特征是：采用權利要求1所述的裝置抑制薄壁工件加工聲波振動，包括以下步驟：

步驟一、將薄壁工件(2)固定在測力儀(5)上，采用銑刀(3)側刃對薄壁工件(2)的一側進行加工；

步驟二、通過正交實驗設計薄壁工件(2)加工工藝參數，通過測力儀(5)測量薄壁工件(2)切削加工過程中的切削力，通過切削力預測模型求解，得到切削力預測模型；

步驟三、根據切削力預測模型得到聲波發射器(1)的波形；

步驟四、通過錘擊試驗測試薄壁工件(2)各區域的剛性，開展模態分析，得到各區域模態參數，為聲波發射器(1)的位置確定提供依據，

步驟五、在薄壁工件(2)的另一側安裝聲波發射器(1)；聲波發射器靠近但不接觸薄壁工件；

步驟六、采用位移傳感器分別測量施加聲波信號前和施加聲波信號后的薄壁工件(2)加工位移響應，對兩者進行比較，分析聲波抑制振動效果。

6.根據權利要求5所述的薄壁工件加工聲波振動抑制方法，其特征是：步驟二中，通過切削力預測模型求解，切削力預測模型的方法為：采用傅里葉級數展開將切削力分解為多個正弦波得到分解后的各個正弦波的頻率ω_i、幅值A_i和相位角

7.根據權利要求6所述的薄壁工件加工聲波振動抑制方法，其特征是：步驟三中，聲波發射器(1)的波形為其中，B_j為發射器發射聲波的幅值，ω_j表示發射聲波信號的頻率，t為發射聲波信號的時間，為發射聲波信號的相位角。

8.根據權利要求7所述的薄壁工件加工聲波振動抑制方法，其特征是：步驟五中，聲波發射器(1)安裝在薄壁工件(2)剛性較弱區域。