[发明专利]通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆

说明书

本发明公开了一种通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆，提供了一种带有特殊的空心动平衡腔室的铣刀杆，通过将补偿材料超细铜粉容纳在腔室中，在短暂的加速时间内利用转动产生的离心力将补偿材料重新分布，绕铣刀杆的旋转轴线成带状，减小铣刀杆的残余不平衡度，能够有效实现铣刀杆在高速旋转过程中的实现快速自动动平衡，能够有效的避免铣刀杆发生轴线偏移，降低铣刀杆偏心幅度，提高铣刀杆的动平衡性能。检测部分主要是轴承平衡保护及检测装置，包括轴承、测量仪，采集器，夹具等，可对补偿材料和特殊空腔结构进行优化设计，提高铣刀杆的自动动平衡性能。

技术领域

本发明涉及切削加工刀具及其检测装置，尤其涉及通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆及其检测装置。

背景技术

目前，在国内外机械加工领域铣削的应用极其广泛。由于某些零件结构的特殊性和复杂性，需要使用大长径比的铣刀杆完成相应的铣削工作。尤其在航空航天典型零件、汽车发动机箱体类零件、模具加工中会经常使用大长径比的铣刀杆进行深腔和复杂曲面的加工。然而当铣刀杆的长径比超过10，由于铣刀杆悬伸过长，会导致铣刀杆在开始旋转过程中出现轴线偏心摆动或者弯曲变形，引起刀具耐用度的降低和加工表面质量变差。如果铣刀杆轴线偏心超过允许的范围，会导致刀杆弯曲甚至突然断裂。由于铣刀杆悬伸的增加，可考虑缩减铣刀杆的第一临界旋转速度以增加加工稳定性。但是出于安全考虑，大长径比的铣刀杆使用过程一般只能将其转速降低到第一临界速度的60％左右，这将导致加工效率下降。

综上所述，现有技术中对于大长径比高速铣削难以在保证加工效率的条件下解决铣刀杆的轴线偏心问题，实现铣刀杆的自动动平衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有被动动平衡技术和加工稳定性控制方法的不足，提供了一种带有特殊的空心动平衡腔室的铣刀杆，通过将补偿材料容纳在腔室中，利用转动产生的离心力将补偿材料重新分布，减小铣刀杆的残余不平衡度，实现铣刀杆在高速旋转过程中的实现快速自动动平衡，可有效避免铣刀杆发生轴线偏移，降低铣刀杆偏心幅度，提高铣刀杆的动平衡性能，并提高加工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆，包括铣刀头和铣刀柄，所述的铣刀柄内部设有空心动平衡腔室，在该腔室内填充有部分补偿材料。在铣刀杆转动加速的离心力的作用下补偿材料分布在动平衡腔室内，围绕铣刀杆的旋转轴线成环状分布，减小铣刀杆的残余不平衡度，有效实现铣刀杆在超高速旋转过程中的快速自动动平衡。

进一步的，所述的铣刀柄为一体式结构，在其内部加工出空心动平衡腔室。

进一步的，所述的铣刀柄包括两节，一节是实心刀柄，另外一节是空心刀柄，两节刀柄连接在一起，所述的空心刀柄内部形成一个动平衡腔室。

进一步的，所述的空心刀柄的外圆尺寸与铣刀柄的尺寸一致，尺寸直径为D。

进一步的，所述的空心刀柄的材料采用高密度减振合金材料，减小铣刀杆的振动问题。

进一步的，所述的空心动平衡腔室设置在靠近铣刀头位置。

进一步的，所述的通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆适用于普通铣刀头。

进一步的，所述的通过材料补偿的大长径比超高速旋转自动动平衡铣刀杆的截面为圆形。

进一步的，所述的空心动平衡腔室的内腔尺寸、长度以及在刀柄上的位置，由填装的补偿材料的种类，密度，重量，粉末的大小决定。

进一步的，所述的填充材料优选的超细金属粉末。