4所受壓應(yīng)力的大小決定了銑刀高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力將阻尼條4壓向?qū)Р?05內(nèi)壁所需克服的摩擦力。該壓力越大，則將阻尼條4與導(dǎo)槽505壓緊的有效離心力越小。為了最大化刀體的阻尼比，調(diào)整螺母2的旋入深度必須視刀具的常用轉(zhuǎn)速適當(dāng)調(diào)節(jié)，若阻尼條4與導(dǎo)槽505之間的壓力太小則不能提供足夠大的減振阻尼；阻尼條4與導(dǎo)槽505之間的壓力過(guò)大，則又會(huì)造成兩者之間無(wú)相對(duì)位移，使得摩擦阻尼器失效。
[0037]所示導(dǎo)槽504的形狀并不局限于圖5所示的扇形，亦可以是圓形(圖6)，或者扇形與圓形間隔排列。扇形的優(yōu)點(diǎn)在于較大的接觸面積，而圓形的優(yōu)點(diǎn)在于加工成本低。阻尼條4的外形取決于導(dǎo)槽504的形狀，阻尼條4的數(shù)量通常與刀齒的數(shù)量相等，每根阻尼條都有相對(duì)應(yīng)的刀齒。由于銑刀刀齒加工后存在形位誤差，故不同刀齒的振動(dòng)頻率存在差異，針對(duì)不同的刀齒頻率可以通過(guò)改變其對(duì)應(yīng)的阻尼條的材料來(lái)獲得匹配的頻率。阻尼條的材料可以使用阻尼合金、橡膠、甚至是銅、鋼、鎢等。另外，對(duì)于低頻結(jié)構(gòu)可以通過(guò)分段式的阻尼條來(lái)解決(圖7)。阻尼條4軸向由擋圈3壓緊，徑向由心軸6定位。刀座I頂端有用于刀盤(pán)固定的端鍵102和用于壓緊刀盤(pán)的緊定螺釘孔101，刀座I底端設(shè)有用于連接刀體5的外圓，刀座I以端鍵102定位。刀座I與刀體5以座底外圓103上的右旋螺紋緊配合連接。
[0038]所述刀座I由鋼或者硬質(zhì)合金制成，在其上端的端鍵102傳動(dòng)部分依據(jù)GB/T613-93選用。刀座I座底外圓直徑為刀體頭部直徑的65%?70%，外圓與刀體頭部由螺紋緊配合連接。
[0039]所述刀體5由工具鋼、硬質(zhì)合金或硬鋁合金等制成，設(shè)有3°錐角。刀體5頭部?jī)?nèi)孔與刀座I座底外圓由螺紋連接，刀體5尾部Capt1接口 503執(zhí)行IS026623-1標(biāo)準(zhǔn)。刀體5內(nèi)部空腔設(shè)有2?8道導(dǎo)槽504，用以安裝阻尼條4。刀體5尾部設(shè)有內(nèi)螺紋孔用于心軸6的軸向固定。
[0040]所述緊固六角螺母2用于擋圈3的軸向固定以及與擋圈3組合為阻尼條4提供合適預(yù)應(yīng)力。
[0041]所述擋圈3用于阻尼條4的軸向固定和壓緊，為刀體5提供反向彎矩。
[0042]所述心軸大端與刀體以螺紋配合，小端由擋圈和六角螺母定位。心軸與阻尼條無(wú)間隙與導(dǎo)槽壁存在2mm間隙。
[0043]刀體5發(fā)生彎曲變形時(shí)，心軸6與阻尼條4同時(shí)發(fā)生彎曲，由于心軸與阻尼條非同心，兩者端部存在位移差，阻尼條端部位移會(huì)略大于心軸。由于擋圈3的約束作用，擋圈3將受到阻尼條沿軸線方向的反向作用力，又因?yàn)閾跞?與刀體5刀壁之間無(wú)隙配合，擋圈3對(duì)刀壁施加一個(gè)額外的反向彎矩，該反向彎矩具有反抗刀體5變形的效果。刀體5的彎曲變形越大，刀體收到的反向彎矩越大，減振刀柄的抑振效果作用也就越明顯。
[0044]銑刀高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，阻尼條4受到強(qiáng)大離心力的作用，該離心力可以克服擋圈3施加的摩擦力的作用，使得阻尼條發(fā)生形變和位移，壓緊刀體內(nèi)壁。當(dāng)?shù)扼w5發(fā)生彎曲變形時(shí)，阻尼條3與導(dǎo)槽504發(fā)生相對(duì)摩擦，摩擦將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?jīng)過(guò)刀體輻射到環(huán)境中，從而降低了振動(dòng)幅值，防止長(zhǎng)懸伸銑刀加工時(shí)產(chǎn)生的顫振現(xiàn)象。另一方面，經(jīng)過(guò)調(diào)諧后的阻尼條具有與刀齒相同的頻率，當(dāng)?shù)洱X受周期性沖擊力發(fā)生振動(dòng)時(shí)，阻尼條以同等的頻率振動(dòng)，由于阻尼條由較大阻尼系數(shù)材料構(gòu)成(阻尼合金，橡膠等)，具有較大的內(nèi)部阻尼，因而可以耗散大量的能量，提升長(zhǎng)懸伸銑削刀具的動(dòng)態(tài)剛度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種摩擦式減振銑刀刀桿，包括刀座、擋圈、阻尼條、刀體、心軸； 刀體頭部設(shè)有空腔，尾部設(shè)有接口，中部設(shè)有軸向內(nèi)孔，內(nèi)孔周向均勻分布導(dǎo)槽，阻尼條安裝在導(dǎo)槽內(nèi)，阻尼條的長(zhǎng)度比導(dǎo)槽長(zhǎng)，刀體內(nèi)孔后端還設(shè)有刀尾內(nèi)孔，刀尾內(nèi)孔與接口連通； 心軸的一端為小端，另一端為大端，心軸的小端位于刀體頭部空腔中，固定處設(shè)有擋圈，心軸的大端固定在刀尾內(nèi)孔中，導(dǎo)槽的側(cè)壁與心軸之間設(shè)有間隙； 刀座與刀體的空腔通過(guò)螺紋固定連接，刀座頂端設(shè)有端鍵，用于刀盤(pán)安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述導(dǎo)槽長(zhǎng)度為刀體長(zhǎng)度的2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述導(dǎo)槽數(shù)量與刀盤(pán)齒數(shù)相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述導(dǎo)槽的側(cè)壁與心軸存在1_間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述阻尼條的長(zhǎng)度比導(dǎo)槽長(zhǎng)2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述導(dǎo)槽的形狀為扇形或者圓形或者扇形與圓形間隔排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述阻尼條材料采用阻尼合金、橡膠、甚至是銅、鋼或者鎢。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述阻尼條對(duì)于低頻結(jié)構(gòu)時(shí)，采用分段式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述刀座采用鋼或者硬質(zhì)合金，端鍵傳動(dòng)部分依據(jù)GB/T613-93選用，刀座座底外圓直徑為刀體頭部直徑的65%?70%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式減振銑刀刀桿，所述刀體采用工具鋼、硬質(zhì)合金或硬鋁合金，設(shè)有3°錐角，刀體尾部接口執(zhí)行IS026623-1標(biāo)準(zhǔn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種摩擦式減振銑刀刀桿，包括刀座、擋圈、阻尼條、刀體、心軸；刀體頭部設(shè)有空腔，尾部設(shè)有接口，中部設(shè)有軸向內(nèi)孔，內(nèi)孔周向均勻分布扇形或者圓形導(dǎo)槽；阻尼條安裝在導(dǎo)槽內(nèi)，阻尼條的長(zhǎng)度比導(dǎo)槽略長(zhǎng)，形狀與導(dǎo)槽相同，可采用分段或整體式設(shè)計(jì)；刀體內(nèi)孔后端還設(shè)有刀尾內(nèi)孔，刀尾內(nèi)孔與接口連通；心軸的一端為小端，另一端為大端，心軸的小端位于刀體頭部空腔中，用于擋圈和調(diào)整螺母的安裝，心軸的大端固定在刀尾內(nèi)孔中，導(dǎo)槽的側(cè)壁與心軸之間設(shè)有間隙；刀座與刀體的空腔固定連接，刀座頂端設(shè)有端鍵，用于刀盤(pán)安裝。本發(fā)明有效抑制銑削加工中的刀具顫振現(xiàn)象，適用于各種深腔，深孔零件的加工。
【IPC分類(lèi)】B23C5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104646740
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059550
【發(fā)明人】楊毅青, 余玉
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日