微纳织构椭圆振动辅助切削加工关键基础理论研究

基本信息
批准号:51675277
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:张臣
学科分类:
依托单位:南京航空航天大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王小平,刘胜兰,楚王伟,李海,宋云,卢明
关键词:
形貌建模与仿真椭圆振动辅助切削椭圆振动切削轨迹规划与补偿微纳复合织构椭圆振动轨迹调控建模
结项摘要

Manfacturing requirements with low cost, high efficiency and flexible large batches and widely application vision of hierarchical micro-nano textures, the project explores the key basic theory of locus planning and controlling of ultrasonic elliptical vibration assisted cutting driven by hierarchical micro-nano textures in order to solve the generation of micro-nano textures on complicated surface. Based on the analysis of cutting path planning for micro-nano textures, the generation and compensation method of elliptical vibration cutting locus are investigated by using the tensor theory,mapping mechanism and moving frame. The modeling method of micro-nano texturing topography and simulation is studied by using the sweeping and mapping method. Based on data filter theory, multi-error compensation and precise control methods are explored by using the combination of off-line calibration and on-line adjustation of structure performance for the designed ultrasonic elliptical vibration cutting equipment.The adaptive control model of elliptical vibration locus is established. The synchronic control method of ultrasonic elliptical vibration cutting locus is proposed based on the above research . The experimental system of ultrasonic elliptical vibration assisted cutting hierarchical micro-nano textures is established, which is verified by the cutting process of typical hierarchical micro-nano textures for drag reduction The precise manufacturing of micro-nano textures is realized by combining the error compensation,performance compensation of vibration mechanism and control compensation of elliptical vibraition cutting locus and the above research provides the theory support for high efficient, controlled manufacturing of hierarchical micro-nano textures.

针对微纳复合织构的广泛应用前景和低成本、高效率与柔性大批量制造的需求,项目探究微纳复合织构超声椭圆振动辅助切削加工的关键基础理论,解决在复杂基准曲面上进行微纳复合织构椭圆振动切削轨迹规划、补偿与控制的共性科学问题。在分析微纳复合织构路径规划特性基础上,利用张量思想、映射机制和活动标架法,研究微纳复合织构椭圆振动切削轨迹生成与补偿的方法,基于扫掠、包络和映射原理开展超声椭圆振动切削微纳复合织构形貌建模与仿真研究,借鉴数据滤波思想,探索采用椭圆振动轨迹离线标定和在线调整相结合的多源误差补偿和精密控制方法,构建超声椭圆振动轨迹自适应调控模型。在此基础上,提出椭圆振动切削轨迹的同步控制方法,完成经典型微纳复合织构验证的超声椭圆振动辅助切削实验系统,实现椭圆振动切削轨迹的误差补偿、产生装置的性能补偿和控制补偿相结合的微纳复合织构的精密制造,为微纳复合织构高效精密可控的制造提供理论技术支撑

项目摘要

项目探究了微纳复合织构超声椭圆振动辅助切削加工的关键基础理论,利用张量思想、映射机制和活动标架法进行了微纳复合织构椭圆振动切削轨迹生成与补偿方法的研究,基于扫掠、包络和映射原理开展了超声椭圆振动切削微纳复合织构形貌建模与仿真研究,借鉴数据滤波思想,提出了采用椭圆振动轨迹离线标定和在线调整相结合的多源误差补偿和精密控制方法,构建了超声椭圆振动轨迹自适应调控模型,设计了椭圆振动切削轨迹与机床数控系统的同步控制方法,完成了经典型微纳复合织构验证的超声椭圆振动辅助切削加工系统。项目共发表研究论文14篇,其中SCI收录6篇,授权国家发明专利10件,研制了微纳复合织构验证的超声椭圆振动辅助切削加工系统,实现了椭圆振动切削轨迹的误差补偿、产生装置的性能补偿和控制补偿相结合的微纳复合织构的精密制造,为微纳复合织构高效精密可控的制造提供理论技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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