[实用新型]一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能刀杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种切削刀具，尤其是涉及一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能刀杆。 

背景技术

在机械加工中，深孔加工一直是一个难题。在镗削过程中，当刀杆的长径比超过4倍时，刀具自身将在切削力作用下产生颤振，使得加工精度下降，甚至无法进行加工。 

国内的一些抑振刀具多数处于研究阶段，采用的方法(参见中国专利200920061678.5)主要是增加刀杆静刚度，如镍基重合金防振刀具等。但对于长径比超过4倍的刀杆，这种方法效果不明显，特别是在刀具结构比较复杂的情况下，其造价很高，同时由于受加工工件尺寸的限制，很多情况下无法增大刀具直径，因此提高刀具静刚度有一定应用局限性。另外，减少切削量来降低切削力可以减少刀杆变形量，但会导致生产效率下降。因此，当使用长径比超过4倍的刀杆进行深孔加工时，由于切削力在刀杆悬臂末端的刀具上产生的大位移振动，导致加工精度和表面质量变差，且生产效率较低，制约了深孔零部件的镗削加工。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能刀杆。 

本实用新型设有刀杆本体、刀杆连接件、刀头、耦合耗能板；在耦合耗能板上设有凹槽阵列，在凹槽阵列的每一凹槽内设有1粒表面低恢复系数颗粒和至少2粒高表面粘滞阻力高分子颗粒，在高表面粘滞阻力高分子颗粒表面包覆高聚合物薄膜，在耦合耗能板上设有用于安装耦合耗能板的固定槽。 

所述凹槽阵列可设为m×n凹槽阵列，m为耦合耗能板的长度方向颗粒凹槽数，n为耦合耗能板的宽度方向颗粒凹槽数。 

所述高表面粘滞阻力高分子颗粒可采用互穿网络型聚合物，互穿网络型聚合物通过双网络之间相互交叉渗透、机械缠结而产生强迫互容和协同效应的一种综合性能良好的甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿聚合物高分子材料，高表面粘滞阻力高分子颗粒的粒径可为 0.2～0.5mm；每个凹槽内能放置成千粒高表面粘滞阻力高分子颗粒。 

所述高聚合物薄膜可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，高聚合物薄膜的厚度可为0.2～0.6mm。 

所述表面低恢复系数颗粒可采用金属颗粒外面包覆甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿网络型聚合物，金属颗粒的密度可为5～18.3g/cm³，若刀杆截面为矩形，刀杆高度为H，刀杆上部放置的金属颗粒的粒径为0.095～0.013H，包覆的聚合物厚度为0.2～0.4mm，刀杆下部放置的金属颗粒的粒径为0.058～0.071H，包覆的聚合物厚度为0.2～0.3mm；若刀杆截面为圆形，直径为R，刀杆上部放置的金属颗粒的粒径为0.092～0.014R，包覆的聚合物厚度为0.2～0.4mm，刀杆下部放置的金属颗粒的粒径为0.055～0.069R，包覆的聚合物厚度为0.2～0.3mm。 

所述耦合耗能板为表面设有m×n凹槽阵列的金属板。所述耦合耗能板可设有3～7层，在刀杆内部加工出安装耦合耗能板的固定槽。 

所述耦合耗能板的凹槽直径d₁可为0.91～0.95d，d为表面低恢复系数颗粒的直径，凹槽深度h₁可为0.19～0.24d，凹槽内填放的高表面粘滞阻力高分子颗粒距耦合耗能板表面的深度h₂可为0.075～0.083d。 

相邻表面低恢复系数颗粒之间可保留一个必要的间隙δ，间隙δ可为0.14～0.19d，间隙δ过大会导致表面低恢复系数颗粒发生非弹性碰撞的频率降低，间隙δ过小会影响表面低恢复系数颗粒非弹性碰撞的压缩阶段和恢复阶段的冲量衰减，因此凹槽的加工精度、表面低恢复系数颗粒的形状精度等的公差范围须满足表面低恢复系数颗粒之间的间隙δ。