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公开(公告)号：CN108970954A
公开(公告)日：2018-12-11
申请号：CN201810941343.6
申请日：2018-08-17
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声振动辅助加工齿轮综合误差实时补偿系统，包括第一连接件、振动变幅杆、第二连接件、工件固定轴以及控制系统；振动变幅杆安装有压电致动器，所述压电致动器均与超声波发生器连接，所述振动变幅杆与刀具齿轮接触的末端安装有第一压电传感器；第二连接件内嵌装有的三组压电叠层致动器；工件固定轴上安装有四个第二压电传感器；控制系统与超声波发生器、第一压电传感器、第二压电传感器以及压电叠层致动器连接以控制整个系统工作。本系统及使用该系统的方法能主动补偿多种原因造成的误差，获得期望的加工轨迹，几个方向的振动幅值及相角差保持着设定值，将振动频率锁定在固有频率附近，提高了工件的表面质量及形状精度。
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公开(公告)号：CN108920876A
公开(公告)日：2018-11-30
申请号：CN201810865300.4
申请日：2018-08-01
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种涡轮盘榫槽拉刀几何结构的优化方法，包括以下步骤：步骤一、建立拉刀几何结构的尺寸关联数学模型；步骤二、设定拉刀、机床的约束条件，约束条件包括切削应力约束；步骤三、建立切削应力约束与拉刀几何尺寸之间的关联性；步骤四、建立未安装拉刀机床各部和安装拉刀后机床各部的振动传递模型，并确定相应模态函数；步骤五、由模态函数确定拉刀动态特性参数；步骤六、建立以动态特性参数为自变量，拉刀处响应为因变量的函数，得到动态特性参数与拉刀几何尺寸间的关联性；步骤七、采用变密度法，根据动态特性参数进行结构优化，在此基础上，建立拉刀长度最短、去除率最高的模型，并根据该模型得到优化后的其它拉刀几何结构尺寸。
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公开(公告)号：CN113547063B
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202110700711.X
申请日：2021-06-23
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声冷摆精密加工面齿轮的装置及方法，超声冷摆精密加工面齿轮的装置包括：机架；旋转驱动装置，安装于机架；底座，与旋转驱动装置连接，上端用于装夹工件；摆动轴，位于底座上方，内部安装有超声振动装置，输出超声振动；齿形模具，位于摆动轴和工件之间，能在摆动轴的作用下对工件进行加工；加工进给驱动机构，安装于机架，并与摆动轴连接，以驱动摆动轴升降和旋转。本发明利用摆动轴摆动对齿形模具施压，齿形模具对工件部分区域挤压成型，并利用旋转驱动装置带动底座旋转，实现加工位置的切换，最终实现工件的全面加工，可对大工件进行逐次小区域加工，降低冲击力需求，提高了加工精度。
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公开(公告)号：CN115292892A
公开(公告)日：2022-11-04
申请号：CN202210767781.1
申请日：2022-07-01
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/15 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种超声波应力理论模型构建方法，包括如下步骤：通过实验获得材料弹性模量E与温度T的关系；通过实验获得材料声速C与温度T的关系；建立超声波应力Δσ的理论模型。本发明提出基于部分参数的实验数据，结合超声振动应力理论，确定超声波在介质内传递引起的应力(也称为超声波应力)的方法。该专利为系统建立不同工况下的超声波应力提供了方法，显著降低了实验成本与次数，为后续航空零件的声学特性参数计算提供方法。
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公开(公告)号：CN111950096B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202010687291.1
申请日：2020-07-16
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/17 , G16C60/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种识别超声振动对材料应力影响系数的方法，包括如下步骤：S1，根据刀具前刀面与切屑的接触特点，将与刀具前刀面接触的切屑分为剪切区域和滑移区域，并获得刀具前刀面与切屑接触区域的应力；S2，获得剪切区域与滑移区域的边界A1A2的正应力σA1A2和切应力τA1A2；S3，获得边界CA1的正应力和切应力S4，获得边界BC的正应力σBC和切应力τBC；S5，依据边界BC，CA1，A1A2的应力状态，求得超声振动影响系数。本发明通过分析超声振动对剪切区域内各单元应力应变状态影响规律，建立超声振动下的各剪切单元受力状态，并以此建立了快速准确识别超声振动对材料流动应力的影响系数，为分析切削过程中的物理现象及预测切削力，切削热奠定了基础。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112571150B
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN202011431396.7
申请日：2020-12-09
Applicant: 中南大学
IPC: B23Q17/00
Abstract: 本发明公开了一种用于监测薄板齿轮的薄板加工状态的非线性方法，包括如下步骤：S1,获得加工中的工件振动加速度随时间函数的曲线；S2，获得薄板齿轮‑刀具系统的固有频率，阻尼比；S3,建立薄板齿轮‑刀具系统的动力学响应方程；S4，获得多组薄腹板齿轮‑刀具系统的响应特征；S5，获得多组振动能量；S6,形成单位向量内的能量分布曲线；S7，若监测到实际加工中的振动能量不在以上的振动能量分布曲线内，则为异常工况。本发明通过超声振动辅助加工中超声振动激励工件‑刀具系统后的频响特征，建立了超声加工中薄板状态的非线性监测方法，采集一组正常工况下的数据即可建立超声加工薄板齿轮的加工状态模型，可提高薄板齿轮加工稳定性及加工效率。
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公开(公告)号：CN112059723B
公开(公告)日：2021-07-20
申请号：CN202010851412.1
申请日：2020-08-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种适用于快速识别超声加工切削力系数的方法，包括如下步骤：S1、根据超声振动辅助加工条件，获得超声振动辅助加工条件下的实际加工参数；S2、根据材料剪切应力强度修正模型和步骤S1获得的实际加工参数求得材料的剪切应力；S3、根据剪切应力参数求得超声振动辅助加工中的切削力；S4、根据切削力求得超声振动辅助加工中切削力系数。本发明依据超声振动辅助加工超声振动对加工参数的影响，获得超声振动辅助加工条件下的实际加工参数，并根据实际加工参数和应力修正模型获得相应的切削力和切削力系数，实现对超声振动辅助加工中切削力系数的准确获取，为超声振动辅助加工条件下的加工分析提供了有力基础。
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公开(公告)号：CN112935174A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110105317.1
申请日：2021-01-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声冷摆碾压成型直齿轮精密加工误差补偿方法，包括如下步骤：S1、获得预紧力对振动变幅杆、限位垫块和工件的变形；S2、计算预紧力作用下，上模具本体产生的变形；S3、计算冷摆冲击过程中，摆动冲击力造成的变形；S4、根据预紧力和摆动冲击力造成的变形，对加工参数进行补偿，以补偿后的加工参数进行加工。本发明首先排除摆动冲击的干扰，计算预紧力造成的变形，再通过摆动冲击加工下，获得摆动冲击下的变形，从而获得较为精确的变形数据，对加工参数进行补偿，提高加工精度。
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公开(公告)号：CN112756708A
公开(公告)日：2021-05-07
申请号：CN202110013310.7
申请日：2021-01-06
Applicant: 中南大学
IPC: B23F17/00
Abstract: 本发明公开了一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，包括：底座，底座具有开口朝上的容纳腔；下模具，用于装夹工件；超声振动变幅杆，安装于容纳腔内，包括沿一竖直轴线依次同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段，定位段与底座相连且周向定位，第一振动安装段安装有第一压电致动器，振动变换输出段上安装有第二压电致动器，且第一压电致动器与第二压电致动器产生的超声振动进行叠加；振动变换输出段与工件接触，用于将超声振动传递给工件。本发明容纳腔用于容纳超声振动变幅杆，再利用超声振动变幅杆上的第一压电致动器和第二压电致动器产生的超声振动并进行叠加后，产生振动能量更大的超声振动，满足加工需求。
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公开(公告)号：CN111950096A
公开(公告)日：2020-11-17
申请号：CN202010687291.1
申请日：2020-07-16
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/17 , G16C60/00 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种识别超声振动对材料应力影响系数的方法，包括如下步骤：S1，根据刀具前刀面与切屑的接触特点，将与刀具前刀面接触的切屑分为剪切区域和滑移区域，并获得刀具前刀面与切屑接触区域的应力；S2，获得剪切区域与滑移区域的边界A1A2的正应力σA1A2和切应力τA1A2；S3，获得边界CA1的正应力 和切应力 S4，获得边界BC的正应力σBC和切应力τBC；S5，依据边界BC，CA1，A1A2的应力状态，求得超声振动影响系数。本发明通过分析超声振动对剪切区域内各单元应力应变状态影响规律，建立超声振动下的各剪切单元受力状态，并以此建立了快速准确识别超声振动对材料流动应力的影响系数，为分析切削过程中的物理现象及预测切削力，切削热奠定了基础。
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