[其他]一种非连续切削机床飞轮阻尼减振装置

说明书

本发明属于机械制造领域。

非连续切削机床、如铣床、滚齿机、花键滚床等，依靠多齿刀具对工件进行切削加工。刀具在切削过程中，刀齿呈周期性的切入和切出，产生了波动切削刀。当刀具制造精度和安装精度不高时，更渗入了相当大的偏心切削力，甚至较刀齿的波动切削力更大。因此非连续切削机床有比一般的连续切削机床远为严重的波动切削力，能激发机床产生更大的切削振动。

怎样减小机床的切削振动，常是机械加工领域内的一个重要研究课题。在非连续切削机床中，除改善机床的结构动力性能外，人们曾采用过的一条途径是在刀具传动键上增设一飞轮，提高刀具主轴在刀齿切削过程中的运转平稳性，如高尔基铣床厂机床实验室1955年发表的《6H82T型铣床主轴在装设飞轮和不装飞轮条件下的扭转振动和旋转平稳性的研究》中所讲的。但这样处理的结果，减少了齿在切入过程中的柔度，即减少了刀齿在切入切出过程中的时间，加强了切削冲击，反而会引起更大的切削波动。

本发明针对上述的缺点与不足，提出一种非连续切削机床飞轮阻尼减振装置。

本发明的要点在于，此装置由一中空的飞轮壳体，并在壳体内装有一环状飞轮块，可为一薄壁钢套内灌入铝，在飞轮壳体与飞轮块之间有一间隙，间隙内充满润滑介质，可为硅油。飞轮壳体端部用一飞轮壳体盖盖住，防止润滑介质外溢组成。整个装置通过飞轮壳体的轮毂套装在刀具主轴的键上。

当主轴在非切削状态下恒连旋转时，同时带动飞轮壳体和盖一起恒速旋转，并且通过润滑介质的阻尼力带动飞轮体一起同步旋转。当刀具切削工件时，产生的波动切削力使刀具主轴和飞轮壳体及盖一起出现扭转振动，即出现不平稳的园周运转，这时飞轮块由于自己的旋转惯性量仍以恒速旋转运动，便与壳体和盖之间形成一定的相对转动，于是其间隙内润滑油阻尼力对壳体，盖和轴起缓冲和减振作用。

由于飞轮阻尼减振装置直接设置在刀具主轴上，直接对刀齿的切削冲击进行缓冲，减小了波动力，提高了刀具主轴的旋转平稳性，从而减轻了刀具传动键中齿轮在传动过程中的间隙冲击，降低了齿轮的啮合噪声。

使用本装置可减小刀具在切削过程中的波动切削力，从而可减小机床的切削振动，提高刀具的耐用度，提高工件的加工表面质量，或在维持原有切削振动的状态下，可以提高刀具的切削速度，即提高了机床的切削生产率。

最佳实施例如附图1，即飞轮阻尼减振装置结构，图中〔1〕是飞轮壳体，〔2〕是飞轮块〔3〕是间隙，〔4〕是飞轮壳体盖，〔5〕是主轴，〔6〕是键，〔7〕是薄壁钢套。

附图2是一台卧式滚齿机上刀具以不同转速作m＝1mm，S＝0.2mm／rey，一次成形切削时动态切削力P_Z的频谱图，并且随着刀具转速的增大，切削刀具有更大的谱峰值，能激发机床更大的振动，更大地影响着刀具的耐用度，工件的加工表面质量和机床的切削生产率。

附图3是刀具主轴在装设飞轮阻尼减振装置后，动态切削刀频谱图，其切削条件与附图2完全一样，从二者对比可看出，主切削力P_Z在机床刀具主轴采用飞轮阻尼减振装置后，各频率分量都有明显降低。这一阻尼减振的效果当刀具转速越高时更大。

这是由于飞轮阻尼减振装置直接设置在刀具主轴上，直接对刀齿的切削冲击进行缓冲，减小了波动力，提高了刀具主轴的旋转平稳性，从而减轻了刀具传动中齿轮在传动过程中的间隙冲击，降低了齿轮的啮合噪声。

附图4是一卧式滚齿机上分别采用、a）普通结构飞轮和b）有阻尼减振装置飞轮，并将前者装在刀具主轴的前一传动轴上和后者直接接装设在刀具主轴上，近场测量刀具在切削过程中齿噪声信号的谐波分析的结果。由图可见，后者噪声谱值有了明显的降低，在所有切削条件相同的情况下，噪声水平降低了3dB（A），并且人的主观感受比前者较为柔和。