CN107335821A - 一种双自由度动力减振镗杆 - Google Patents
一种双自由度动力减振镗杆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107335821A CN107335821A CN201710422257.XA CN201710422257A CN107335821A CN 107335821 A CN107335821 A CN 107335821A CN 201710422257 A CN201710422257 A CN 201710422257A CN 107335821 A CN107335821 A CN 107335821A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- damping
- degree
- mass block
- vibration
- metal sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/02—Boring bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/02—Boring bars
- B23B29/022—Boring bars with vibration reducing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
本发明公开一种双自由度动力减振镗杆，包括刀头、复合结构刀杆、双自由度动力减振器、调节螺柱，复合结构刀杆包括金属套和粘结在金属套内后端的碳纤维杆，调节螺柱与金属套之间采用螺纹连接于金属套内前端，双自由度动力减振器置于金属套内调节螺柱和碳纤维杆之间，该减振器主要由两组质量块和减振弹簧构成两级减振系统，并在其内形成可容纳阻尼液的两个环形间隙，当刀杆振动时，双自由度动力减振器随之振动，质量块会通过减振弹簧给刀杆施加与激振力方向相反的弹性恢复力来抵消部分激振力，从而减小刀杆的振动。本发明能够解决深孔镗削加工时镗杆的切削颤振问题，具有更高的刚度和固有频率，幅频响应特性更好，更适合深孔加工。
Description
技术领域
本发明涉及深孔高速镗削加工，具体涉及一种双自由度动力减振镗杆。
背景技术
深孔加工消除或减小颤振一直是机械加工的一个难题。颤振的危害很多，例如，加工表面质量差，降低刀具使用寿命，使工艺系统疲劳破坏等。在进行深孔镗削时，由于镗杆的悬伸量较大，造成镗杆的刚度过低，容易产生切削颤振。
为解决镗削振动问题，国内外研制了各种镗杆。章宗诚在文章“日本三菱公司新型高阻尼抗振FSCL型镗杆.工具技术，2000，34(5)：40-42”介绍了日本三菱公司设计的减振刀杆，通过将靠近刀杆前端远离作用力的对称位置切除部分材料，来减小刀杆的质量；DaiGil Lee等在文章“Design and Manufacture of a Carbon Fiber Epoxy RotatingBoring Bar[J].Composite Structures，2003(60)：115-124”将比刚度较大碳纤维环氧树脂材料作为刀杆的设计材料，并在刀杆内部设置了减振芯，刀杆整体结构为复合结构；张杰斌等在文章“减振原理在镗杆上的应用.机械工业出版社，2004.(11)”介绍了瑞士Sandvik公司研发的减振镗杆，在镗杆内部安装单自由度动力减振器，在镗杆内部附加质量弹簧共振系统，当镗杆在振动时弹簧的反作用力可以使镗杆的振动减小，但是动力减振器的减振效果与减振块的质量联系紧密，限制于减振块的质量不可能无限大，因此其性能不可能得到完全发挥。
发明内容
针对上述存在问题，本发明旨在提供一种具有更好减振效果的镗杆。
本发明目的通过下述技术方案来实现：一种双自由度动力减振镗杆，包括刀头、复合结构刀杆、双自由度动力减振器、调节螺柱，所述复合结构刀杆包括金属套和粘结在金属套内后端的碳纤维杆，所述调节螺柱与金属套之间采用螺纹连接于金属套内前端，所述双自由度动力减振器置于金属套内的调节螺柱和碳纤维杆之间，其包括质量块Ⅰ、Ⅱ，减振弹簧Ⅰ、Ⅱ及端盖，所述质量块Ⅰ为套筒结构，两端安装减振弹簧Ⅰ，由碳纤维杆和调节螺柱进行轴向限制，质量块Ⅰ、减振弹簧Ⅰ与金属套组成一级减振系统，质量块Ⅰ内孔两端设有内螺纹，用于连接两侧端盖，金属套与质量块Ⅰ之间形成可容纳阻尼液的环形间隙Ⅰ，所述质量块Ⅱ置于质量块Ⅰ内部，两端安装减振弹簧Ⅱ，由两侧端盖进行轴向限制，质量块Ⅱ、减振弹簧Ⅱ与质量块Ⅰ组成二级减振系统，质量块Ⅱ与质量块Ⅰ之间形成可容纳阻尼液的环形间隙Ⅱ，当刀杆振动时，双自由度动力减振器随之振动，质量块会通过减振弹簧给刀杆施加与激振力方向相反的弹性恢复力来抵消部分激振力，从而减小刀杆的振动。
本发明根据双自由度减振器的原理，在复合刀杆内部设有两个质量块和减振弹簧形成两级减振系统，并利用复合刀杆与质量块及两个质量块之间形成的间隙注入阻尼液，同时刀头采用减振合金材料，因此极大地改善了减振效果。
本发明能够解决在深孔镗削加工时镗杆的切削颤振问题，且具有更高的刚度和固有频率，幅频响应特性更好，更加适合深孔加工。
本发明具有如下优点：
1、本发明采用了双自由度动力减振器，在减振系统的总质量相同的情况下，装有两自由度动力减振器系统的最大响应峰值要比装有常规动力减振器系统的最大响应幅值更小，其幅频响应特性也更加稳定。
2、本发明的镗杆主体结构设计为由金属套和碳纤维杆组成复合结构，可以保证镗杆有较高的静刚度，以弥补采用动力减振器挖空镗杆造成的静刚度不足。
3、本发明的刀头采用减振合金材料，由于其具有较大的内耗，可以消耗很大的振动能量，而且适用于高温场合，因此可以降低振动的影响。
附图说明
图1为双自由度动力减振镗杆结构示意图。
图2为图1所示镗杆的双自由度动力减振器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
本发明实施例的一种双自由度动力减振镗杆，参见图1～2，该镗杆主要包括刀头1、调节螺柱2、复合结构刀杆及双自由度动力减振器。刀头采用铁磁性减振合金FeCr3Mo材料制成。复合结构刀杆由金属套14与碳纤维杆13组成，碳纤维杆13采用粘结剂连接于金属套14后端，粘结剂不仅具有连接金属套和碳纤维杆的作用，还具有良好的阻尼特性，可以消耗镗杆的振动能量，减小金属套和碳纤维杆的变形。调节螺柱2与金属套14之间采用螺纹连接于金属套内前端，双自由度动力减振器置于金属套14内的调节螺柱2和碳纤维杆13之间。双自由度动力减振器由质量块Ⅰ6，质量块Ⅱ9，减振弹簧Ⅰ4、12，减振弹簧Ⅱ5、10和端盖3、11组成，质量块Ⅰ6两端安装减振弹簧Ⅰ4、12，由碳纤维杆13和调节螺柱2进行轴向限制。端盖3、11与质量块Ⅰ之间采用螺纹联接。质量块Ⅱ9两端安装减振弹簧5、10，由端盖3、11进行轴向限制。质量块Ⅰ、减振弹簧Ⅰ与金属套组成一级减振系统，质量块Ⅱ、减振弹簧Ⅱ与质量块Ⅰ组成二级减振系统。质量块Ⅰ与质量块Ⅱ之间形成环形间隙Ⅰ7，其间隙范围为1.5mm～4mm，质量块Ⅰ和金属套之间形成环形间隙Ⅱ8，其间隙范围为1mm～2mm，两环形间隙内均注入阻尼液，形成有阻尼的双自由度动力减振器。
在进行深孔加工时，切削力引起刀杆振动，此时双自由度动力减振镗杆内的动力减振器随之振动，质量块会通过弹性元件给刀杆施加一个与激振力方向相反的弹性恢复力来抵消大部分激振力，从而减小刀杆的振动。
Claims (4)
1.一种双自由度动力减振镗杆，包括刀头，其特征在于，还包括复合结构刀杆、双自由度动力减振器、调节螺柱，所述复合结构刀杆包括金属套和粘结在金属套内后端的碳纤维杆，所述调节螺柱与金属套之间采用螺纹连接于金属套内前端，所述双自由度动力减振器置于金属套内的调节螺柱和碳纤维杆之间，其包括质量块Ⅰ、Ⅱ，减振弹簧Ⅰ、Ⅱ和端盖，所述质量块Ⅰ为套筒结构，两端安装减振弹簧Ⅰ，由碳纤维杆和调节螺柱进行轴向限制，质量块Ⅰ、减振弹簧Ⅰ与金属套组成一级减振系统，质量块Ⅰ内孔两端设有内螺纹，用于连接两侧端盖，金属套与质量块Ⅰ之间形成可容纳阻尼液的环形间隙Ⅰ，所述质量块Ⅱ置于质量块Ⅰ内部，两端安装减振弹簧Ⅱ，由两侧端盖进行轴向限制，质量块Ⅱ、减振弹簧Ⅱ与质量块Ⅰ组成二级减振系统，质量块Ⅱ与质量块Ⅰ之间形成可容纳阻尼液的环形间隙Ⅱ，当刀杆振动时，双自由度动力减振器随之振动，质量块会通过减振弹簧给刀杆施加与激振力方向相反的弹性恢复力来抵消部分激振力，从而减小刀杆的振动。
2.根据权利要求1所述的一种双自由度动力减振镗杆，其特征在于，所述的环形间隙Ⅰ范围为1.5mm～10mm。
3.根据权利要求1所述的一种双自由度动力减振镗杆，其特征在于，所述的环形间隙Ⅱ范围为1mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种双自由度动力减振镗杆，其特征在于，其特征在于，所述的刀头采用铁磁性减振合金FeCr3Mo材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710422257.XA CN107335821A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种双自由度动力减振镗杆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710422257.XA CN107335821A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种双自由度动力减振镗杆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107335821A true CN107335821A (zh) | 2017-11-10 |
Family
ID=60221347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710422257.XA Pending CN107335821A (zh) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 一种双自由度动力减振镗杆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107335821A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108097989A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-01 | 郑州四维特种材料有限责任公司 | 一种镗杆及使用该镗杆的镗刀 |
| CN108386486A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-08-10 | 西安交通大学 | 一种变刚度单自由度动力减振镗杆 |
| CN109202142A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种插铣刀智能控制方法 |
| PL423999A1 (pl) * | 2017-12-21 | 2019-04-08 | Politechnika Świętokrzyska | Oprawka narzędziowa |
| CN109732393A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-10 | 松德刀具（长兴）科技有限公司 | 一种阻尼减振器及应用该阻尼减振器的刀杆和刀具 |
| WO2020049167A1 (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Maq Ab | Mass damper device, working tool and working tool holder comprising a mass damper device |
| CN112272594A (zh) * | 2018-06-12 | 2021-01-26 | 伊斯卡有限公司 | 具有一体形成的抗振组件的工具支架和具有工具支架的切削工具 |
| CN113955130A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 中国直升机设计研究所 | 一种双频可调直升机主减速器隔振装置 |
| CN114643372A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-21 | 哈尔滨理工大学 | 一种摩擦式减振镗杆 |
| CN116713495A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-08 | 四川仨川航空科技股份有限公司 | 一种应用于飞机起落架轴承压边刀具 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11277308A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Toshiba Corp | 防振中ぐり工具 |
| CN101758253A (zh) * | 2009-12-25 | 2010-06-30 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 减小深孔加工镗杆自激振动的方法及其动力减振镗杆 |
| CN101890514A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-11-24 | 四川大学 | 内置式动力双减振镗杆 |
| CN104923814A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | 带支撑分段复合结构阻尼减振镗杆 |
| CN106363198A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-01 | 东南大学 | 一种动力减振镗刀 |
-
2017
- 2017-06-07 CN CN201710422257.XA patent/CN107335821A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11277308A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Toshiba Corp | 防振中ぐり工具 |
| CN101758253A (zh) * | 2009-12-25 | 2010-06-30 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 减小深孔加工镗杆自激振动的方法及其动力减振镗杆 |
| CN101890514A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-11-24 | 四川大学 | 内置式动力双减振镗杆 |
| CN104923814A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | 带支撑分段复合结构阻尼减振镗杆 |
| CN106363198A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-01 | 东南大学 | 一种动力减振镗刀 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 康巍: "两自由度动力减振镗杆的结构设计与性能分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL423999A1 (pl) * | 2017-12-21 | 2019-04-08 | Politechnika Świętokrzyska | Oprawka narzędziowa |
| CN108097989A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-01 | 郑州四维特种材料有限责任公司 | 一种镗杆及使用该镗杆的镗刀 |
| CN108386486A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-08-10 | 西安交通大学 | 一种变刚度单自由度动力减振镗杆 |
| CN108386486B (zh) * | 2018-05-23 | 2019-11-08 | 西安交通大学 | 一种变刚度单自由度动力减振镗杆 |
| CN112272594A (zh) * | 2018-06-12 | 2021-01-26 | 伊斯卡有限公司 | 具有一体形成的抗振组件的工具支架和具有工具支架的切削工具 |
| CN112272594B (zh) * | 2018-06-12 | 2024-04-02 | 伊斯卡有限公司 | 具有一体形成的抗振组件的工具支架和具有工具支架的切削工具 |
| JP7437387B2 (ja) | 2018-09-07 | 2024-02-22 | エムエーキュー アーベー | マスダンパデバイス、マスダンパデバイスを備える加工工具、およびマスダンパデバイスを備える加工工具ホルダ |
| WO2020049167A1 (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Maq Ab | Mass damper device, working tool and working tool holder comprising a mass damper device |
| JP2021536557A (ja) * | 2018-09-07 | 2021-12-27 | エムエーキュー アーベー | マスダンパデバイス、マスダンパデバイスを備える加工工具、およびマスダンパデバイスを備える加工工具ホルダ |
| CN109202142A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种插铣刀智能控制方法 |
| CN109732393A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-10 | 松德刀具（长兴）科技有限公司 | 一种阻尼减振器及应用该阻尼减振器的刀杆和刀具 |
| CN113955130B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-10-27 | 中国直升机设计研究所 | 一种双频可调直升机主减速器隔振装置 |
| CN113955130A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-21 | 中国直升机设计研究所 | 一种双频可调直升机主减速器隔振装置 |
| CN114643372B (zh) * | 2022-04-01 | 2022-12-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种摩擦式减振镗杆 |
| CN114643372A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-21 | 哈尔滨理工大学 | 一种摩擦式减振镗杆 |
| CN116713495A (zh) * | 2023-08-11 | 2023-09-08 | 四川仨川航空科技股份有限公司 | 一种应用于飞机起落架轴承压边刀具 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107335821A (zh) | 一种双自由度动力减振镗杆 | |
| CN104607706B (zh) | 一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆 | |
| CN204366634U (zh) | 换能器振动隔离刀柄 | |
| CN106363198A (zh) | 一种动力减振镗刀 | |
| CN103962883B (zh) | 基于磁流变液挤压工作模式的动力吸振车刀 | |
| US20180281074A1 (en) | Cantilever-supported tuned dynamic absorber | |
| CN104607704B (zh) | 一种冲击减振式铣刀刀杆 | |
| JPS6124126B2 (zh) | ||
| CN101890514A (zh) | 内置式动力双减振镗杆 | |
| CN204770750U (zh) | 大长径比可调减振镗刀杆 | |
| CN104874822A (zh) | 一种带导向分段式动力减振镗杆 | |
| CN111730119A (zh) | 一种基于层状叠加式永磁动力吸振器的减振铣刀 | |
| JP6145915B2 (ja) | 作業機械のびびり防止構造及びそれによるびびり防止方法 | |
| CN202763104U (zh) | 一种无间隙夹紧装置 | |
| CN109465506A (zh) | 一种车削大螺距螺纹减振刀杆 | |
| CN208895205U (zh) | 一种半主动动力减振镗杆结构 | |
| CN106270591A (zh) | 一种被动式减振镗杆 | |
| JP2005199391A (ja) | 防振工具ホルダ | |
| CN204843090U (zh) | 一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆 | |
| CN102672217A (zh) | 涂层阻尼减振刀杆及其减振测试方法 | |
| CN206028771U (zh) | 一种防震镗铣复合刀具 | |
| CN107972185A (zh) | 一种具有减振功能的刀具刀柄 | |
| CN202883872U (zh) | 一种基于质量调谐阻尼器的减振结构 | |
| CN204430390U (zh) | 一种冲击减振式铣刀刀杆 | |
| JP5131826B2 (ja) | 切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材、減衰装置及び切削工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171110 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |