[发明专利]一种用于自适应精密加工薄板齿轮的系统及方法

权利要求书

1.一种用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于，包括：

超声振动变幅杆(100)；

连接件(200)，所述连接件(200)连接于超声振动变幅杆(100)端部；

浮动装置(300)，包括浮动块(310)和第一垫圈(320)；所述浮动块(310)安装于连接件(200)内且远离超声振动变幅杆(100)的一侧与第一垫圈(320)连接固定；

刀具(400)，与第一垫圈(320)接触并与浮动装置(300)固定相连；

弹性阻尼装置(500)，包括弹性件(510)和阻尼器(520)，所述弹性件(510)和阻尼器(520)均安装于浮动块(310)远离刀具(400)的一侧，分别用于对浮动块(310)施加弹性力和阻尼作用。

2.根据权利要求1所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于，所述浮动块(310)具有一能绕其旋转的旋转中心；所述浮动块(310)受到刀具(400)的冲击力与旋转中心不共线。

3.根据权利要求2所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于，所述浮动装置(300)满足如下公式：

C₀表示为浮动装置整体的转动惯量；M_s表示为浮动装置整体的质量；S表示冲击力作用点到浮动装置整体质量中心的直线距离；L表示浮动块的旋转中心到浮动装置整体质量中心的直线距离。

4.根据权利要求1所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于：所述浮动块(310)外包裹有第二垫圈(610)，所述第二垫圈(610)外包裹有嵌块(600)，所述嵌块(600)安装于连接件(200)内，所述嵌块(600)与弹性阻尼装置(500)接触。

5.根据权利要求4所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于：所述连接件(200)设有安装腔(210)，所述弹性件(510)和阻尼器(520)均安装于安装腔(210)内，且均一端与安装腔(210)侧壁连接，另一端与嵌块(600)接触。

6.根据权利要求4所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统，其特征在于：所述浮动块(310)和嵌块(600)的阻尼值与阻尼器(520)相等，弹性件的刚度与加工时薄板齿轮工件的最高转速满足以下公式的关系：

k＝(4πM_sN²+πNK₁)/2；

其中k表示弹性件的刚度；M_s表示浮动装置的质量；N表示加工时薄板齿轮工件的最高转速；K₁表示阻尼装置的阻尼值。

7.一种用于自适应精密加工薄板齿轮的方法，其特征在于，使用如权利要求1至6任一项所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的系统对工件进行加工。

8.根据权利要求7所述的用于自适应精密加工薄板齿轮的方法，其特征在于：其中弹性件的刚度与阻尼材料的阻尼值满足以下关系：

则k＝(4πM_sω²+πωK₁)/2

且ω＜0.95f_i或ω＞1.05f_i，i＝1，…，10，

ω为加工激励频率；

f_i为薄板齿轮上多个节点处对应的模态固有频率。