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专利号: 2024108940288
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种搅拌摩擦焊搅拌头螺旋槽的建模方法,其特征在于,包括:定义搅拌头的回转面方程与螺旋槽的螺旋曲线基础方程;

根据所述回转面方程与螺旋曲线基础方程推导螺旋槽的基础螺旋角一阶导数方程;以及根据所述基础螺旋角一阶导数方程、所述回转面方程、所述螺旋曲线基础方程推导参数化螺旋曲线方程;其中,所述参数化螺旋曲线方程用于搅拌摩擦焊搅拌头螺旋槽的建模;

所述根据所述基础螺旋角一阶导数方程、所述回转面方程、所述螺旋曲线基础方程推导参数化螺旋曲线方程,包括:根据回转面半径方程推导其回转面半径一阶导数方程;

将所述回转面半径方程与回转面半径一阶导数方程代入所述基础螺旋角一阶导数方程,得到螺旋角一阶导数方程;

对所述螺旋角一阶导数方程进行积分,得到螺旋角方程;以及将所述回转面半径方程、回转面半径一阶导数方程、螺旋角一阶导数方程以及螺旋角方程带入所述螺旋曲线基础方程,得到所述参数化螺旋曲线方程;所述参数化螺旋曲线方程为:

式中,x、y分别表示所述螺旋曲线在第一坐标系中X轴、Y轴的坐标值,方程中等号两侧的z均表示所述螺旋曲线在第一坐标系中Z轴的坐标值,R表示所述搅拌头根部端的半径,r表示所述搅拌头尖部端的半径,L表示所述搅拌头的长度,β表示所述螺旋角,φ

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述回转面方程与螺旋曲线基础方程推导螺旋槽的基础螺旋角一阶导数方程,包括:根据所述回转面方程推导所述螺旋曲线基础方程上任一点所在圆平面的母线切线向量;

根据所述螺旋曲线基础方程推导其上任一点的螺旋切线向量;以及根据所述母线切线向量与所述螺旋切线向量推导所述基础螺旋角一阶导数方程。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定义搅拌头的回转面方程与螺旋槽的螺旋曲线基础方程,包括:根据回转面半径方程与回转角度方程定义所述回转面方程。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:根据反螺旋曲线设计所述搅拌头退刀部分的引导线;其中所述引导线所在的第二坐标系相较于第一坐标系沿所述搅拌头长度方向偏移所述引导线的方程为:

式中,x'、y'、z'分别表示所述引导线在所述第二坐标系中的坐标值,R

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:确定所述搅拌头螺旋槽的截面形状,根据所述截面形状沿所述螺旋曲线扫掠,并结合布尔运算,得到所述螺旋槽的模型。