一种机床车刀阻尼减震方法、系统与流程

本发明涉及车削加工，特别是一种机床车刀阻尼减震方法、系统。

背景技术：

1、在车削加工方面，车刀作为主要切削工具，是切削加工中应用最广泛的切削工具之一。当机床对工件进行加工时，尤其是加工深孔部分，安装在刀杆的刀头上的刀片会由于刀杆较长以及刀头较大而发生颤振现象，这会导致加工出的工件出现精度偏差，并且由于颤振会使刀具产生一定的磨损，从而减少刀具的使用寿命。

2、现有的减震方式多为机械减震方法。机械减震方法单纯的采用机械结构加固刀架，避免车刀因为伸出长度过长导致的震动。通过机械减震的方法，在减震的过程中过于被动，减震的效果单一，难以做到有效的针对性。

3、为了解决上述技术问题，本发明的提出了一种机床车刀阻尼减震方法、系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种机床车刀阻尼减震方法、系统，用于解决背景技术中所述的，现有的机械减震效果单一，难以做到有效的针对性的问题。具体技术方案如下：

2、第一方面，本发明提供一种机床车刀阻尼减震方法，所述方法包括：

3、基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量；

4、基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流；

5、对所述通电线圈施加所述交变电流，控制所述磁致伸缩棒按照所述预设伸缩量进行伸缩，实现对车刀震动的补偿。

6、进一步的，在基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量，之前还包括：

7、通过光学设备获取所述机床车刀由于震动产生的光学图像；

8、基于所述光学图像确定所述机床车刀的震动幅度和震动方向。

9、进一步的，在对所述通电线圈施加所述交变电流，之后还包括：

10、通过传感器获取所述通电线圈内的实际磁感应强度；

11、基于所述实际磁感应强度和所述磁致伸缩棒所需要的预设磁感应强度，确定磁感应强度偏差；

12、基于所述磁感应强度偏差对所述通电线圈所需要施加的所述交变电流进行调整，实现所述交变电流的反馈调节。

13、进一步的，所述基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流，包括：

14、基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定需要对所述磁致伸缩棒施加的磁极化强度；

15、基于所述磁极化强度确定所述磁感应强度。

16、进一步的，确定磁极化强度的公式如下：

17、

18、其中，△l为磁致伸缩棒的预设伸缩量，s为磁致伸缩棒的截面面积，μ0为真空磁导率，k为磁致伸缩棒的弹性系数，j为磁致伸缩棒的磁极化强度。

19、进一步的，在所述基于所述磁极化强度确定所述磁感应强度，之后还包括：

20、基于所述磁感应强度确定磁化场；

21、基于所述磁化场和退磁场确定施加在所述磁致伸缩棒上的合磁场；

22、基于所述合磁场和所述通电线圈的匝数确定所述电流。

23、进一步的，确定磁化场的公式如下：

24、b＝μ0μrh0

25、其中，b为磁感应强度，μ0为真空磁导率，μr为相对磁导率，h0为磁化场。

26、第二方面，本发明还提供一种机床车刀阻尼减震系统，所述系统包括：处理模块、驱动电流模块；

27、所述处理模块用于，基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量；基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流；

28、所述驱动电流模块用于，对所述通电线圈施加所述交变电流，控制所述磁致伸缩棒按照所述预设伸缩量进行伸缩，实现对车刀震动的补偿。

29、优选的，所述系统还包括：震动检测模块；

30、所述震动检测模块用于，通过光学设备获取所述机床车刀由于震动产生的光学图像；基于所述光学图像确定所述机床车刀的震动幅度和震动方向。

31、优选的，所述系统还包括：反馈模块；所述反馈模块用于：

32、通过传感器获取所述通电线圈内的实际磁感应强度；

33、基于所述实际磁感应强度和所述磁致伸缩棒所需要的预设磁感应强度，确定磁感应强度偏差；

34、基于所述磁感应强度偏差对所述通电线圈所需要施加的所述交变电流进行调整，实现所述交变电流的反馈调节。

35、本发明的有益效果如下：

36、本发明提供一种机床车刀阻尼减震方法，所述方法包括：基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量；基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流；对所述通电线圈施加所述交变电流，控制所述磁致伸缩棒按照所述预设伸缩量进行伸缩，实现对车刀震动的补偿。通过改变磁场强度的大小和磁感应强度的频率来控制材料的磁致伸缩形变量的大小和伸缩频率，从而削减机床车刀加工时产生颤振，实现对车刀颤振现象的补偿。

技术特征：

1.一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，在基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量，之前还包括：

3.如权利要求1所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，在对所述通电线圈施加所述交变电流，之后还包括：

4.如权利要求1所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，所述基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流，包括：

5.如权利要求4所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，确定磁极化强度的公式如下：

6.如权利要求4所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，在所述基于所述磁极化强度确定所述磁感应强度，之后还包括：

7.如权利要求6所述的一种机床车刀阻尼减震方法，其特征在于，确定磁化场的公式如下：

8.一种机床车刀阻尼减震系统，其特征在于，所述系统包括：处理模块、驱动电流模块；

9.如权利要求8所述的一种机床车刀阻尼减震系统，其特征在于，所述系统还包括：震动检测模块；

10.如权利要求8所述的一种机床车刀阻尼减震系统，其特征在于，所述系统还包括：反馈模块；所述反馈模块用于：

技术总结
本发明提供一种机床车刀阻尼减震方法，所述方法包括：基于机床车刀的震动幅度和震动方向，确定机床的磁致伸缩棒的预设伸缩量；基于所述磁致伸缩棒的预设伸缩量，确定所述磁致伸缩棒上通电线圈的交变电流；对所述通电线圈施加所述交变电流，控制所述磁致伸缩棒按照所述预设伸缩量进行伸缩，实现对车刀震动的补偿。通过改变磁场强度的大小和磁感应强度的频率来控制材料的磁致伸缩形变量的大小和伸缩频率，从而削减机床车刀加工时产生颤振，实现对车刀颤振现象的补偿。

技术研发人员：胡丙阳,卢治兵,那佳,白静,司壮,李旭,刘丹,冯德帅,段诗琪,胡兴阳
受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29