[发明专利]一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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内磁铁和外磁铁对之间的气隙。

本发明的优点在于：

(1)本发明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)本发明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)本发明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)本发明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)本发明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)本发明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)本发明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为本发明的轴向剖视图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的右视图

图5为本发明内置阻尼器的永磁铁磁极轴向布置剖视图；

图6为本发明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