[發(fā)明專利]鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)的仿形振動(dòng)切削加工方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210474233.X
• 申請(qǐng)日: 2022-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN114818189A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王健健;馮平法;李志偉;張建富;郁鼎文;吳志軍;鄭中鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

1.一種鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)的仿形振動(dòng)切削加工方法，其特征在于，包括：

確定鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)仿形刀具和刀具參數(shù)；

根據(jù)所述目標(biāo)仿形刀具和所述刀具參數(shù)匹配所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)最佳橫向加工參數(shù)和最佳縱向加工參數(shù)；以及

根據(jù)所述最佳橫向加工參數(shù)控制所述目標(biāo)仿形刀具對(duì)待加工材料的橫向方向進(jìn)行仿形加工的同時(shí)，根據(jù)目標(biāo)振動(dòng)軌跡和所述最佳縱向加工參數(shù)對(duì)所述待加工材料的縱向方向進(jìn)行振動(dòng)加工，在所述待加工材料上形成所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述最佳橫向加工參數(shù)包括橫向進(jìn)給速度、橫向微鋸齒高度和橫向周期長(zhǎng)度，所述根據(jù)所述最佳橫向加工參數(shù)控制所述目標(biāo)仿形刀具對(duì)待加工材料的橫向方向進(jìn)行仿形加工，包括：

根據(jù)加工所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)加工長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、間隔長(zhǎng)度和/或二級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度確定所述橫向周期長(zhǎng)度；

根據(jù)所述橫向進(jìn)給速度、所述橫向微鋸齒高度、所述橫向周期長(zhǎng)度和目標(biāo)鋸齒結(jié)構(gòu)對(duì)待加工材料的橫向方向進(jìn)行仿形加工；其中，所述目標(biāo)鋸齒結(jié)構(gòu)包括梯形結(jié)構(gòu)、密排鋸齒結(jié)構(gòu)和二級(jí)微鋸齒結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述最佳縱向加工參數(shù)包括縱向進(jìn)給速度、縱向鋸齒高度和/或縱向周期長(zhǎng)度，所述根據(jù)目標(biāo)振動(dòng)軌跡和所述最佳縱向加工參數(shù)對(duì)所述待加工材料的縱向方向進(jìn)行振動(dòng)加工，包括：

獲取所述目標(biāo)振動(dòng)軌跡的振動(dòng)軌跡參數(shù)，其中，所述振動(dòng)軌跡參數(shù)包括振動(dòng)頻率、橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度、橢圓短軸長(zhǎng)度和橢圓傾角中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)；

基于所述縱向進(jìn)給速度、所述縱向鋸齒高度和/或所述縱向周期長(zhǎng)度，利用振動(dòng)裝置按照所述振動(dòng)軌跡參數(shù)對(duì)所述待加工材料的縱向方向進(jìn)行振動(dòng)加工。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)仿形刀具為金剛石刀具。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述刀具參數(shù)包括前角、后角、左傾角和右傾角中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)，其中，所述前角與所述后角大于0°，所述左傾角和所述右傾角由所述鋸齒狀微結(jié)構(gòu)得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述縱向鋸齒高度由所述振動(dòng)軌跡參數(shù)與所述后角得到。

7.一種鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)的仿形振動(dòng)切削加工裝置，其特征在于，包括：

確定模塊，確定鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)仿形刀具和刀具參數(shù)；

匹配模塊，根據(jù)所述目標(biāo)仿形刀具和所述刀具參數(shù)匹配所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)最佳橫向加工參數(shù)和最佳縱向加工參數(shù)；

加工模塊，根據(jù)所述最佳橫向加工參數(shù)控制所述目標(biāo)仿形刀具對(duì)待加工材料的橫向方向進(jìn)行仿形加工的同時(shí)，根據(jù)目標(biāo)振動(dòng)軌跡和所述最佳縱向加工參數(shù)對(duì)所述待加工材料的縱向方向進(jìn)行振動(dòng)加工，在所述待加工材料上形成所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述加工模塊，包括：

根據(jù)加工所述鋸齒狀多級(jí)表面微織構(gòu)加工長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、間隔長(zhǎng)度和/或二級(jí)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度確定所述橫向周期長(zhǎng)度；

根據(jù)所述橫向進(jìn)給速度、所述橫向微鋸齒高度、所述橫向周期長(zhǎng)度和目標(biāo)鋸齒結(jié)構(gòu)對(duì)待加工材料的橫向方向進(jìn)行仿形加工；其中，所述目標(biāo)鋸齒結(jié)構(gòu)包括梯形結(jié)構(gòu)、密排鋸齒結(jié)構(gòu)和二級(jí)微鋸齒結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述加工模塊，包括：

獲取所述目標(biāo)振動(dòng)軌跡的振動(dòng)軌跡參數(shù)，其中，所述振動(dòng)軌跡參數(shù)包括振動(dòng)頻率、橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度、橢圓短軸長(zhǎng)度和橢圓傾角中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)；

基于所述縱向進(jìn)給速度、所述縱向鋸齒高度和/或所述縱向周期長(zhǎng)度，利用振動(dòng)裝置按照所述振動(dòng)軌跡參數(shù)對(duì)所述待加工材料的縱向方向進(jìn)行振動(dòng)加工。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)仿形刀具為金剛石刀具。