一种轻量化减振铣削刀盘制造技术

本发明专利技术提供了一种轻量化减振铣削刀盘，本发明专利技术属于机械加工领域。包括刀盘外壳、刀柄外壳、轻量减振单元以及减振介质。所述刀盘外壳底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口，所述刀盘外壳内部为中空的腔体，所述轻量减振单元设置于刀盘外壳内部的中空腔体，并与刀盘外壳连接，所述刀盘外壳内部还填充有减震介质。本发明专利技术提供的轻量化减振铣削刀具设计方法采用轻量减振单元在刀盘及刀杆内部周期性密排，能够大幅减轻刀盘以及刀柄自重，同时每一个轻量减振单元能够保持足够的强度。采用在轻量减振单元中填充减振介质的方法，能够有效解决由于在加工中产生的振动问题。加工中产生的振动问题。加工中产生的振动问题。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化减振铣削刀盘


[0001]本专利技术涉及一种轻量化减振铣削刀盘，属于机械加工


技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]轻量化技术在设计、制造、生产中得到了广泛的应用。目前的实际生产中铣削刀具刀柄与刀盘均为实体金属结构。然而这存在着诸多问题：由于刀柄与刀盘自重较大，主轴带动其转动所需要的扭矩增加。这进一步导致了机床运转消耗的功率，造成能源浪费。
[0004]已有部分研究进行了刀具轻量化设计，然而其只能对刀具外壳进行了有限的改造。无法同时兼顾刀具的轻量化设计与减振功能，在加工过程中会造成振动增加甚至切削颤振。现有的刀具无法在实现轻量化设计的同时减小刀具振动。
[0005]针对上述背景中的技术问题，目前尚未提出有效解决的技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是提供了一种轻量化减振铣削刀盘，解决了上述
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中超薄试样研磨中平面度控制方面存在的不足。
[0007]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括刀盘外壳、填充口、轻量减振单元和减振介质，所述刀盘外壳底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口，所述刀盘外壳内部为中空的腔体，所述轻量减振单元设置于刀盘外壳内部的中空腔体，并与刀盘外壳连接，所述刀盘外壳内部还填充有减震介质。
[0008]优选的，所述轻量减振单元为单胞结构呈周期性密集排列形成，所述单细胞结构含有非实体的中空部分和实体支撑结构。
[0009]优选的，所述轻量减振单元的单胞结构为n
×
n
×
n的减振立方结构，所述减振立方结构包括杆OA、杆AB、杆BC、杆OD、杆DE、杆EF、杆OG、杆GH、杆HI、杆OJ、杆JK、杆KL、杆OM、杆MN、杆NP、杆OQ、杆QR、杆RS；其中，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S表示杆的端点，所述各杆端点坐标如下：O(0,0,0)、A(0.25n,0.25n,0)、B(0.5n,0,0)、C(n,0,0)、D(
‑
0.25n,0.25n,0)、E(0,0.5n,0)、F(0,n,0)、G(
‑
0.25n,
‑
0.25n,0)、H(
‑
0.5n,0,0)、I(
‑
n,0,0)、J(0.25n,
‑
0.25n,0)、K(0,
‑
0.5n,0)、L(0,
‑
n,0)、M(0,0.25n,0.25n)、N(0,0,0.5n)、P(0,0,n)、Q(0,
‑
0.25n,
‑
0.25n)、R(0,0,
‑
0.5n)、S(0,0,
‑
n)。
[0010]优选的，所述n小于等于50mm，所述杆OA、杆AB、杆BC、杆OD、杆DE、杆EF、杆OG、杆GH、杆HI、杆OJ、杆JK、杆KL、杆OM、杆MN、杆NP、杆OQ、杆QR、杆RS的半径小于15mm。
[0011]优选的，所述单胞结构为基于极小曲面填充设计，所述极小曲面表达式如下：cos(x)+cos(y)+cos(z)=0.2；
0.5cos(y)sin(2x)sin(z)+0.5cos(z)sin(2y)sin(x)+0.5cos(x)sin(2z)sin(y)+0.5cos(2x)cos(2y)
‑
0.5cos(2x)cos(2z)
‑
0.5cos(2z)cos(2y)=0.1；2cos(x)cos(z)+2cos(x)cos(y)+2cos(y)cos(z)
‑
cos(2x)
‑
cos(2y)
‑
cos(2z)=0.1；其中：x表示单胞结构在笛卡尔坐标系下X轴的坐标，y表示单胞结构在笛卡尔坐标系下Y轴的坐标，z表示单胞结构在笛卡尔坐标系下Z轴的坐标。
[0012]优选的，所述极小曲面填充的单胞结构外形尺寸不超过50mm
×
50mm
×
50mm，其曲面厚度不超过15mm。
[0013]优选的，所述减振介质为高阻尼液体或固体，填充至刀盘外壳内部的所述轻量减振单元中非实体中空部分，所述高阻尼液体或固体制备中偶联纳米金属材料。
[0014]优选的，所述高阻尼液体为多元醇聚酯材料，所述高阻尼固体为橡胶聚二甲基硅氧烷或液晶弹性体。
[0015]优选的，所述刀盘外壳的壳体厚度为3mm
‑
10mm。
[0016]本专利技术的优点在于：本专利技术提出的轻量减振单元在刀盘及刀杆内部周期性密排，能够大幅减轻刀盘以及刀柄自重，同时每一个轻量减振单元能够保持足够的强度。
[0017]本专利技术提供的轻量化刀具在轻量减振单元中填充减振介质，能够有效解决由于刀盘自重下降刚度下降带来的振动增加的问题。
[0018]本专利技术中采用金属增材制造的一体化制备方式，能够高效制备出带有复杂形状轻量减振单元的刀盘，同时避免了传统减材制造对原料的浪费现象。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1为本专利技术一种轻量化减振铣削刀盘结构示意图；图2为本专利技术的减振立方结构轻量减振单元单胞结构示意图；图3为本专利技术的减振立方结构轻量减振单元单胞结构轴线分布示意图图4为减振立方结构轻量减振单元排列示意图；图5为体心立方轻量减振单元规律排列示意图；图6为图5中体心立方结构轻量减振单元单胞结构示意图；图7为简单立方结构轻量减振单元规律排列示意图；图8为图7中简单立方结构轻量减振单元单胞结构示意图；图9为不同参数极小曲面外形轻量减振单元示意图；图中：1、刀盘外壳；2、填充口；3、轻量减振单元；4、减振介质。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1如图1所示，本实施例描述一种轻量化减振铣削刀盘，包括刀盘外壳1、填充口2、轻量减振单元3以及减振介质4。述刀盘外壳1底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口2，所述刀盘外壳1内部为中空的腔体，所述轻量减振单元3设置于刀盘外壳1内部的中空腔体，并与刀盘外壳1连接，所述刀盘外壳1内部还填充有减震介质。所述刀盘外壳1、轻量减振单元3以及减振介质4完成刀盘的轻量化及减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化减振铣削刀盘，其特征在于，包括刀盘外壳（1）、填充口（2）、轻量减振单元（3）和减振介质（4），所述刀盘外壳（1）底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口（2），所述刀盘外壳（1）内部为中空的腔体，所述轻量减振单元（3）设置于刀盘外壳（1）内部的中空腔体，并与刀盘外壳（1）连接，所述刀盘外壳（1）内部还填充有减震介质。2.根据权利要求1所述的轻量化减振铣削刀盘，其特征在于，所述轻量减振单元（3）为单胞结构呈周期性密集排列形成，所述单细胞结构含有非实体的中空部分和实体支撑结构。3.根据权利要求2所述的轻量化减振铣削刀盘，其特征在于，所述轻量减振单元的单胞结构为n
×
n
×
n的减振立方结构，所述减振立方结构包括杆OA、杆AB、杆BC、杆OD、杆DE、杆EF、杆OG、杆GH、杆HI、杆OJ、杆JK、杆KL、杆OM、杆MN、杆NP、杆OQ、杆QR、杆RS；其中，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S表示杆的端点，所述各杆端点坐标如下：O(0,0,0)、A(0.25n,0.25n,0)、B(0.5n,0,0)、C(n,0,0)、D(
‑
0.25n,0.25n,0)、E(0,0.5n,0)、F(0,n,0)、G(
‑
0.25n,
‑
0.25n,0)、H(
‑
0.5n,0,0)、I(
‑
n,0,0)、J(0.25n,
‑
0.25n,0)、K(0,
‑
0.5n,0)、L(0,
‑
n,0)、M(0,0.25n,0.25n)、N(0,0,0.5n)、P(0,0,n)、Q(0,
‑
0.25n,
‑
0.25n)、R(0,0,
‑
0.5n)、S(0,0,
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宝坤，于振鹏，徐光斌，杨倩倩，刘战强，刘德霖，纪海洋，赵金富，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：