[发明专利]减振镗杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种减振镗杆。

背景技术

在镗孔加工过程中，镗杆处于悬伸状态，一般悬伸长度不超过其直径的10倍，否则极易引起振动。当镗杆发生振动时，加工工件表面粗糙度增加，尺寸公差加大，镗刀容易损坏。镗杆的振动还能引起机床的振动，造成机床的损坏。因此，镗削加工是很多学者及工程师研究的重点课题。

有文献指出（NT工程公司Y·Komai与Nakagawa著述），在金属切削过程中发生的再生颤振问题是不可忽视的，而在精镗过程中应当防止发生超过10KHz的高频振动而造成的刀具寿命降低且加工精度降低的问题。减振的问题的结果更多的表现为对颤振频率的抑制。

抑制振动的方法很多，目前通用的方法是减小镗杆的悬伸长度、增加镗杆的直径、减小切削用量、采用硬质合金、陶瓷等材料增加镗杆的弹性模量。

国外一些公司开发了一种利用动力减振器来减振的镗杆，如美国的肯纳，瑞典的山特维克。山特维克公司开发的减振镗杆，最大悬径比达14：1，镗杆直径达300mm。国内镗杆研究尚处于实验室阶段，没有批量化的镗杆生产企业。国内外现有的动力减振镗杆的不足之处是：

1.切削效率低。分析减振镗杆动力学模型可以发现，提高减振块和镗杆体的质量比可以提高镗杆的减振效果。为此，必须增加减振块的体积，增大镗杆内腔的孔径，增加内孔长度，这又降低了镗杆体的刚度，反而降低了减振效果。

经优化设计，可以制造出比较理想的减振镗杆。以山特维克减振镗杆为例，镗杆直径120mm,长度1900mm以上规格的镗杆，悬伸长度达到一定量才能达到较好的减振效果。此类镗杆的夹持端位于后端，悬伸部位镗杆体薄弱，减振块体积大，不能夹持固定。此类镗杆虽然减振效果好，但是可承受的切削量小，切削效率低。

2.镗杆的使用条件比较苛刻。国内外研究减振镗杆，多数将镗杆的夹持端视为理想的固定端，无振动，无变形，这与实际使用情况大不相同。以镗杆在车床上使用为例，镗杆固定在可以移动的刀架上。车床种类很多，不同车床的刀架振动频率及刚性大不相同，而镗杆的性能参数是固定的，同样的镗杆，在不同车床上的切削振动情况大不相同，即使理想情况下减振效果很好的镗杆，在某些车床上也可能会振动，这大大增加了镗杆的使用风险。

3.当镗杆直径较大，悬伸较长时，镗削过程中，镗杆系统的偏载力矩较大，直接引起机床相关部件的变形及振动。研究发现，镗削振动并非只与镗杆有关，而是与机床的结构密切相关，增加辅助装置后可明显改善切削状况，这一点往往被人们所忽视。

承接第3点，中国第CN202591649U号实用新型授权公告公开了一种减振镗杆。其提出镗杆配置滑块支撑，从结构上增加镗杆的刚性，使用弹簧增大对振动的抑制。镗杆安装有镗刀的一端在已经成型的孔内通过带有弹簧的滑块支撑在工件内表面，这种结构变镗杆的一端支撑为两端支撑，但这种支撑并不能有效地抑制镗杆振动的问题，在于支撑点的爬行本身就回城一定的震动，且弹簧只是产生振动阻尼，但这种阻尼会放大震动频率。并且其每刀切削的调整相对比较麻烦。

发明内容

因此，本发明的目的旨在提供一种适应性强且能够有效抑制颤振的减振镗杆。

本发明采用以下技术方案：

一种减振镗杆，包括镗杆套和周向约束轴向导向于镗杆套内孔的内镗杆，以及驱动内镗杆悬伸出镗杆套的悬伸长度的驱动机构和目标悬伸长度下锁紧内镗杆与镗杆套的锁紧装置。

从以上技术方案可以看出，依据本发明因应镗杆悬伸部分刚性弱的缺陷，通过设定镗杆套提高内镗杆悬伸部分的刚度，镗杆套的抗剪截面系数相对比较大，可以承受比较大的切削力。面对轴套配合结构时，同时会遇到配合间隙对内镗杆悬伸出来时所产生的下垂偏角，为此，在悬伸出相应长度后，通过锁紧装置锁紧内镗杆，消除配合间隙，使内镗杆与镗杆套保持严格同轴。因而，通过上述结构可以有效地抑制颤振，同时，匹配不同的应用，调整镗杆的整体长度，适应性比较强。