一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座、圆柱头螺钉、永磁减振模块、质量块、心轴、刀体；刀体头部设有空腔以及刀头内螺纹孔，尾部设有内孔和接口，中部轴向设有心轴孔；心轴穿过心轴孔，由刀尾内孔定位；永磁减振模块、质量块位于刀头空腔中；刀座与刀体固定连接，刀座顶端设有端键，刀座底端设有座底螺纹孔，圆柱头螺钉旋入底座螺纹孔，圆柱头螺钉的头部与外磁铁接触，调整圆柱头螺钉旋入座底螺纹孔的长度可以调整两对内磁铁和外磁铁之间的气隙。本实用新型专利技术能有效抑制铣削加工中的刀具颤振现象，适用于各种深腔，深孔零件的加工。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，具体涉及一种金属铣削加工过程中的减振刀杆，属于机械加工领域。
技术介绍
金属切削加工过程中，刀具与工件间常常会出现颤振现象。颤振影响加工精度，降低机床和刀具的使用寿命，同时，颤振还伴随着噪音，污染加工环境。颤振的消除除了选用合适的切削参数，还可以通过提高刀具系统或者机床的刚度、阻尼实现。将阻尼器应用于铣刀是一种很好的解决方案阻尼器主要分为主动、半主动、被动三种形式。主动和半主动形式的阻尼器通常需要外部能源的供给、复杂的控制算法和较大的空间，而铣刀由于运动状态和空间限制使得被动阻尼器相较主动、半主动更容易在铣刀上实现。被动阻尼器又分为调谐式、冲击式、涡流式、电磁式、摩擦式等。其中涡流式相对于其他几种被动阻尼器具有结构简单，无需调谐等特点。涡流式阻尼只增加刀具阻尼，不改变刀具的刚度，对刀具的设计非常有利。目前，减振刀具中应用的阻尼器主要分为两种:动力吸振器和摩擦阻尼器。动力吸振器中的阻尼单元主要通过将粘性液体密封于特定空腔实现。密封元件在振动环境中容易发生松动，并且存在老化现象，可能造成阻尼液的渗漏，降低阻尼器减振效果，污染阻尼器其余元件。摩擦阻尼器主要通过与主结构的直接接触，并且发生相对位移耗散振动能量，不均匀的摩擦极易造成阻尼器局部高温，烧伤阻尼器或者主结构，使结构发生变形。同时，摩擦造成阻尼器材料耗损会使预先设置好的最佳阻尼参数发生偏离，降低阻尼器性能。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述问题，提出了一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，具有消除铣削加工中的颤振现象，提高金属切削质量，提高金属去除效率，降低被加工零件表面粗糙度的作用。一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座、圆柱头螺钉、永磁减振模块、质量块、心轴、刀体；刀体头部设有空腔以及刀头内螺纹孔，尾部设有接口，中部轴向设有心轴孔，心轴孔后端还设有刀尾内孔，刀尾内孔与接口连通；心轴的一端为小端，另一端为大端，心轴穿过心轴孔，心轴的小端位于刀体头部空腔中，心轴的大端通过刀尾内孔定位；永磁减振模块、质量块位于刀头空腔中；永磁减振模块包括一对外磁铁、一对涡流阻尼片、一对内磁铁，其中，单个外磁铁、单个涡流阻尼片和单个内磁铁三者构成一组减振对；外磁铁固定连接涡流阻尼片，内磁铁分别粘接在质量块两侧，每个内磁铁外侧布置与其相对应的外磁铁，内磁铁与外磁铁同极相对；外磁铁的外侧端面分别与心轴小端的端部以及圆柱头螺钉接触；刀座与刀体固定连接，刀座顶端设有用于刀盘安装的端键，刀座内设有座底螺纹孔，圆柱头螺钉旋入底座螺纹孔，圆柱头螺钉的头部与外磁铁接触，调整圆柱头螺钉旋入刀座的长度，进而调整两对内磁铁和外磁铁之间的气隙。本技术的优点在于:(I)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆无论刀具转速高低，都可以有效抑制铣削加工中的刀具颤振现象，适用于各种深腔，深孔零件的加工；(2)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆结构简单，内置阻尼器与铣刀刀杆无直接接触，阻尼器的阻尼可调；(3)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，内置阻尼器的质量块具有自动定心功能，无需其他辅助定心装置；(4)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，内置阻尼器兼具动力吸振器和传统电涡流阻尼器的优点，可以同时实现调谐和阻尼系数的无极调节；(5)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，内置阻尼器只提高刀杆的阻尼，而带预紧的心轴只提高刀杆的刚度，故刀杆刚度和阻尼可分别调节；(6)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，内置阻尼器的阻尼通过电涡流效应实现，避免了粘性液体和密封元件的使用；(7)本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆使用寿命长，阻尼机构由廉价材料构成，无需密封结构，使用维护成本低廉，对环境无污染，减振过程无碰撞，噪声低。【附图说明】图1为本技术的轴向剖视图；图2为本技术的主视图；图3为本技术的左视图；图4为本技术的右视图图5为本技术内置阻尼器的永磁铁磁极轴向布置剖视图；图6为本技术轴向剖视图局部放大图；图中:1-刀座2-圆柱头螺钉3-永磁减振模块4-质量块5-心轴6-刀体101-刀座内孔102-座底外圆103-座底螺纹孔301-外磁铁302-祸流阻尼片303-内磁铁501-预紧螺母502-防松垫片503-心轴大端504-六角沉头孔505-心轴小端601-刀头内螺纹孔602-刀头空腔603-心轴孔604-刀尾内螺纹孔605-Capto接口【具体实施方式】下面将结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。本技术一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，轴向剖视图、主视图、左视图、右视图、如图1、2、3、4所示；一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座1、圆柱头螺钉2、永磁减振模块3、质量块4、心轴5、刀体6。刀体6头部设有空腔602以及刀头内螺纹孔601，尾部设有Capto接口 605，中部轴向设有刀体心轴孔603，心轴孔用于安装心轴5 ;刀体6内孔后端还设有带螺纹的刀尾内螺纹孔604，刀尾内螺纹孔604与Capto接口 605连通；空腔602用于永磁减振模块3、质量块4、预紧螺母501和防松垫圈502的安装；刀尾内孔604用于心轴大端503的安装。心轴5的一端为小端505，另一端为大端503，心轴5尾部设有六角沉头孔504，心轴5的小端505由Capto接口 605的内孔插入，使用外六角扳手通过六角沉头孔504将心轴5的大端503旋入刀尾内孔604底端，心轴5穿过刀体心轴孔603，心轴5的小端505进入刀体6头部空腔602，心轴5的小端505通过预紧螺母501固定，预紧螺母501与刀体6之间设有防松垫片502，心轴5的大端503通过刀尾内孔604固定；预紧螺母501可以为刀体6提供合适压应力，合适的压应力可以显著提高刀体刚度，降低刀体的振动幅度。心轴5安装完毕之后，将永磁减振模块3、质量块4置入刀头空腔602 ；如图5所不，永磁减振模块3包括一对外磁铁301、一对祸流阻尼片302、一对内磁铁303，为方便叙述，此处将单个外磁铁和单个涡流阻尼片粘接起的的集合体分为一组，两组集合体分别与心轴小端505的端部接触和圆柱头螺钉2接触；内磁铁303分别固定在质量块4两侧(粘接)，内磁铁303与质量块4同心，质量块4位于两个外磁铁301之间；相对应的外磁铁301与内磁铁303磁极相反，以提供反向斥力。；安装时，将其中一组包含涡流阻尼片302和永磁减振模块外磁铁301的集合体置入空腔602，外磁铁301与心轴小端505的端部接触，内磁铁303分别通过粘接剂与质量块4粘接牢固，内磁铁303在粘接过程中应该与质量块4保证同心，内、外磁铁保证磁极相反，随后将粘接有内磁铁的质量块置入空腔602，最后以类似方式完成另一组外磁铁的安装。刀座I与刀体6以座底外圆102通过螺纹紧配合连接。刀座I顶端当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座、圆柱头螺钉、永磁减振模块、质量块、心轴、刀体；刀体头部设有空腔以及刀头内螺纹孔，尾部设有接口，中部轴向设有心轴孔，心轴孔后端还设有刀尾内孔，刀尾内孔与接口连通；心轴的一端为小端，另一端为大端，心轴穿过心轴孔，心轴的小端位于刀体头部空腔中，心轴的大端通过刀尾内孔定位；永磁减振模块、质量块位于刀头空腔中；永磁减振模块包括一对外磁铁、一对涡流阻尼片、一对内磁铁，其中，单个外磁铁、单个涡流阻尼片和单个内磁铁三者构成一组减振对；外磁铁固定连接涡流阻尼片，内磁铁分别粘接在质量块两侧，每个内磁铁外侧布置与其相对应的外磁铁，内磁铁与外磁铁同极相对；外磁铁的外侧端面分别与心轴小端的端部以及圆柱头螺钉接触；刀座与刀体固定连接，刀座顶端设有用于刀盘安装的端键，刀座内设有座底螺纹孔，圆柱头螺钉旋入底座螺纹孔，圆柱头螺钉的头部与外磁铁接触，调整圆柱头螺钉旋入刀座的长度，进而调整两对内磁铁和外磁铁之间的气隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅青，余玉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京;11