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龙图腾网获悉长沙思胜智能设备有限公司申请的专利一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120805613B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511292016.9，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法是由李敢;刘代波;陈留洋;陈彬;邓玉龙设计研发完成，并于2025-09-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于机加工技术领域，具体涉及一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法，首先基于模态隔离的结构设计方法，精确设计拉刀轴向与径向振型，以满足高精高效拉削加工的需求，然后针对设计的拉刀振型，提出了基于滤波驱动的信号处理方法，准确驱动设计的目标振型，解决PZT的振型带宽会随温度等工况变化的难题，最后由于实际应用中拉刀频率振型会随着工况变化产生漂移，本发明开发了动态频率跟踪系统，确保信号在谐振频率附近时，能够动态调整驱动频率，确保超声辅助拉削系统始终保持在目标振型。本发明中通过上述三个方面的优化和改进，显著提升了高强度高硬度工件的超声振动拉削效果。

本发明授权一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法在权利要求书中公布了：1.一种超声内拉削拉刀振型设计与控制方法，其特征在于，包括以下步骤： A、拉刀振型设计； A1、模态仿真分析； A2、截面优化设计； 在拉刀刀齿的轴向间隔处且处于振型波峰或波谷处，通过增大或者降低直径，进而增加或者降低轴向刚度，以提升S振型频率；在拉刀刀齿的周向间隔处增加凹槽，通过修改拉刀径向刚度，以降低K振型频率；采用组合优化方法，得到优化后的多个拉刀刀齿的轴向间隔处直径和拉刀刀齿的周向凹槽深度与宽度，并按设定的标准选择其中最优的尺寸； A3、模态测试； 以现有拉刀为试样，依据优化后的尺寸，开展锤击模态测试，将仿真与实测频率对比分析，若误差≤3%，则合格，否则进一步修改；即，依据增加拉刀刀齿的轴向间隔直径与周向间隔凹槽尺寸变化对S，K振型影响规律，修改拉刀尺寸，直至符合预期要求为止； B、滤波驱动信号设计； B1、设计带通滤波器； B2、数字滤波器实现； C、动态频率跟踪； 确保信号在谐振频率附近时，能够动态调整驱动频率，包括： C1、设计PLL系统； C2、采用双模跟踪策略； 在锁定阶段，系统通过粗调模式进行频率的快速锁定；在稳态阶段，进入精调模式； C3、加入故障保护机制； C4、自适应带宽调整； 通过设计精确的带通滤波器，结合硬件部署和动态频率跟踪技术，实时检测谐振峰的位置，并相应地调整滤波器的通带范围； 步骤A1中具体包括以下操作： 1确定拉刀各个齿的切削时间； 将拉刀刀齿从切入端开始的第一个齿设为1号，切出时最后一个齿设为M号，通过工件厚度L、拉刀齿间隔距离L1和拉削速度V，确定拉削时各个齿参与切削的时间段； 2确定切削力； 以超声辅助工艺有效时，超声辅助切削力不高于常规切削力的80%为标准，设定施加在每个齿的切削力为常规单齿切削力的80%，常规单齿切削力通过单齿切削力试验确定； 3振型模态获取； 当拉刀夹紧后，在拉刀各齿上施加上一步中确定的时变载荷，计算前n阶模态，以获得NKHz附近的振型；其中n为阶数，N为预设的模态频率的数值；若在n取值后，计算得到的最大模态频率接近NKHz，则提取拉刀在NKHz频率附近的轴向和径向的固有频率； 4振型选择； 在前面得到的振型模态中，选择出2个轴向振动幅值大且径向振动幅值小的振型，分别标记为S，K； 在振型选择过程中，S振型和K振型的具体选择标准为：将轴向振动幅值与径向振动幅值比值最大的设为S振型，然后筛选出与S振型频率间隔不低于特定数值的多个振型，并在满足间隔要求的多个振型中，再次选择轴向与径向振动幅值比值最大的振型，设为K振型；若确定了S振型，但在选择K振型时，无法满足振型频率间隔不低于特定数值的条件，则选择与S振型的频率间隔最大的那个振型为K振型。

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