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龙图腾网获悉中北大学申请的专利一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统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：CN121131822B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13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：202511699727.8，技术领域涉及：B23B27/22；该发明授权一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统是由啜世达;叶林征;祝锡晶;李腾伟;刘培德;王才赫设计研发完成，并于2025-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统在说明书摘要公布了：本发明涉及阶梯内孔加工技术领域，具体是一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统，其包括安装盘，安装盘的前端面开设有呈径向设置的安装槽，安装槽内安装有液压伸缩杆A，液压伸缩杆A的伸缩端依次层叠连接有连接板、压力传感器、液压伸缩杆B，液压伸缩杆B的伸缩端连接有连接块，连接块的前端连接有端盖，端盖的前端面层叠连接有若干个压电陶瓷片，位置最靠前的压电陶瓷片前端面连接有变幅杆，变幅杆的前端连接有刀杆，刀杆的侧面安装有应变传感器，刀杆的前端连接有连接座，连接座上连接有气动伸缩杆。本发明解决了现有阶梯内孔加工技术加工精度较差、加工表面质量较差、加工成本较高的问题，适用于汽车制造、电子设备、医疗器械等领域。

本发明授权一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统在权利要求书中公布了：1.一种阶梯内孔加工用超声切削刀具系统，其特征在于：包括安装盘1；安装盘1的前端面开设有呈径向设置的安装槽1.1；安装槽1.1的首端封闭、尾端贯通安装盘1的侧面；安装槽1.1内安装有呈径向设置的液压伸缩杆A2，且液压伸缩杆A2的伸缩端朝向安装槽1.1的尾端；液压伸缩杆A2的伸缩端依次层叠连接有连接板3、压力传感器4、呈轴向设置的液压伸缩杆B5，且液压伸缩杆B5的伸缩端朝前；液压伸缩杆B5的伸缩端连接有连接块6； 连接块6的前端连接有端盖7；端盖7的前端面层叠连接有若干个压电陶瓷片8；位置最靠前的压电陶瓷片8前端面连接有变幅杆9；变幅杆9的前端连接有刀杆10；刀杆10的侧面安装有应变传感器11；刀杆10的前端连接有连接座12；连接座12上连接有呈径向设置的气动伸缩杆13，且气动伸缩杆13的伸缩端朝向与液压伸缩杆A2的伸缩端朝向一致；气动伸缩杆13的侧面安装有振动传感器14；气动伸缩杆13的伸缩端依次层叠连接有连接盘A15、连接盘B16、刀座17；连接盘A15与连接盘B16之间安装有三向力传感器18；刀座17上安装有刀片19； 工作时，管件安装于机床的主轴上，安装盘1安装于机床的刀架上，刀片19与管件的内孔表面接触，液压伸缩杆A2、液压伸缩杆B5分别与两个液压泵连通，气动伸缩杆13与气泵连通，两个液压泵、气泵、压力传感器4、应变传感器11、振动传感器14、三向力传感器18均与机床的上位机连接，各个压电陶瓷片8均与超声波发生器连接； 具体工作过程如下：启动机床，机床的主轴进行旋转，由此驱动管件进行旋转；然后，机床的上位机通过两个液压泵分别调控液压伸缩杆A2和液压伸缩杆B5，由此一方面使得刀片19在液压伸缩杆A2的伸缩端带动下进行径向进给，另一方面使得刀片19在液压伸缩杆B5的伸缩端带动下进行轴向进给；基于径向进给和轴向进给，刀片19对管件的内孔表面进行切削，由此将管件的内孔表面加工为阶梯面； 在此过程中，启动超声波发生器，超声波发生器将市电转换为超声频交变电流信号，并将超声频交变电流信号传输至各个压电陶瓷片8，各个压电陶瓷片8将超声频交变电流信号转换为轴向超声振动，轴向超声振动依次经变幅杆9、刀杆10、连接座12、气动伸缩杆13、连接盘A15、连接盘B16、刀座17传导至刀片19，由此使得刀片19进行轴向超声振动；在轴向超声振动的作用下，切削产生的切屑会发生断裂，由此避免了切屑缠绕在刀片19上； 应变传感器11实时监测刀杆10是否因悬伸较长而发生挠曲变形，并将监测结果实时发送至机床的上位机；当刀杆10因悬伸较长而发生挠曲变形时，刀片19会偏离正确位置，此时机床的上位机通过气泵实时调控气动伸缩杆13，由此使得刀片19在气动伸缩杆13的伸缩端带动下回到正确位置，从而对刀片的位置进行实时修正； 压力传感器4实时监测连接板3与液压伸缩杆B5之间的压力，并将监测结果实时发送至机床的上位机；机床的上位机根据监测结果实时调控液压伸缩杆A2，由此使得连接板3与液压伸缩杆B5之间的压力保持稳定，从而使得刀片19与管件之间的接触力保持稳定； 振动传感器14实时监测气动伸缩杆13的振动状态，并将监测结果实时发送至机床的上位机；机床的上位机根据监测结果判断刀片19是否发生颤振，若发生颤振，则机床的上位机通过其中一个液压泵实时调控液压伸缩杆A2或通过气泵实时调控气动伸缩杆13，由此使得刀片19在液压伸缩杆A2或气动伸缩杆13的伸缩端带动下脱离管件的内孔表面； 三向力传感器18实时监测三向切削力，并将监测结果实时发送至机床的上位机；机床的上位机根据监测结果实时调控切削参数。

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