專利名稱：一種基于摩擦減振的鏜桿結構的制作方法
技術領域：
本發明是一種鏜桿結構，具體為一種基于摩擦減振的鏜桿結構，該結構 可以有效抑制工件鏜削過程中鏜桿的顫振。
背景技術：
隨著現代工業的發展，金屬切削加工朝著高度自動化、柔性化的方向前 進。而切削振動的抑制技術是保證工件加工質量、實現自動化、柔性化加工 的前提，因此顯得尤其重要。其中，深孔的加工技術在現代工業的航空航天、 汽車產業、軍工制造等領域應用日益廣泛，加工質量要求也越來越高。然而，
在深孔鏜削加工過程，當用長徑比超過5的鏜桿加工工件時，由于鏜桿懸伸 量太長，為撓性結構，成為整個加工系統中剛性最薄弱的環節，加工過程極 其容易引起顫振。由鏜桿的顫振導致加工表面振紋，加工精度不足，刀具磨 損嚴重，產生的噪聲也損害操作者的身心健康。
對于切削加工中顫振的控制，國內外的研究人員已進行了大量的研究。總 的來說，可分為兩大類振動控制方法和調整切削參數的控制方法。振動控制 方法中，又根據控制執行裝置性質的不同分為主動控制方法、被動控制方法和 半主動控制方法。
被動控制型方法主要是通過在系統中加入吸振部件來達到減振抑振的 效果。消極的被動控制不需要附加能源，減振器的工作完全取決于主振動系統， 其結構簡單、工作可靠。
被動控制的方法很多，其中可以分為應用新型材料提高剛度，動力減振， 沖擊減振，摩擦減振，阻尼減振等方法。
摩擦減振方面，日本的EcitaEdhi ， Tetsutaro Hoshi通過調整摩擦減 振器的永磁塊、振子質量，空間三者關系，改變的摩擦消振能力，從理論和 實驗都證明這種摩擦阻尼器的原理和減振效果，并有效抑制10000赫茲附近的 高頻顫振，在高頻減振方面取得效果。
3上述裝置利用摩擦耗能原理，對高頻的顫振抑振，但在稍大型的鏜削系 統中，顫振頻率往往只有一百多赫茲，以上方法不足以抑制。

發明內容
本發明提供了一種基于摩擦減振的鏜桿結構，該結構可以根據顫振來調 節減震裝置，能夠抑制各種頻率的顫振。
為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案本結構包括鏜桿和固 定在鏜桿右端的鏜刀頭。在鏜刀頭的左端設置有減振結構，所述的減振結構 設在鏜桿的內部，包括推子、調整螺釘、墊片、第二永磁片、第-一永磁片、 摩擦片、摩擦振子和導向桿。其中導向桿的左端固定連接有螺帽，右端與 鏜刀頭固定連接，在螺帽和鏜刀頭之間的導向桿上由左到右依次套有推子、 墊片、第二永磁片、第一永磁片、摩擦片和摩擦振子，推子、墊片、第二永 磁片、第一永磁片、摩擦片和摩擦振子能夠沿著導向桿左右滑動。第二永磁 片和第一永磁片處于同極互斥狀態并分別吸附在墊片和摩擦片上，墊片的左 端與推子自由接觸，調整螺釘的一端與推子接觸，另一端伸出鏜桿的外部。 摩擦振子的兩端分別與摩擦片和鏜刀頭自由接觸。
推子、墊片、第二永磁片、第一永磁片和摩擦片與導向桿之間為間隙配 合。摩擦振子偏心的置于導向桿上，即摩擦振子的內孔徑大于導向桿的外徑， 使摩擦振子只是掛在了導向桿上，二者之間留有間隙。導向桿的材質為不銹 鋼。
與現有的減震方法相比，本發明具有以下優點
本發明通過調節作用在推子上的調整螺釘，改變鏜刀桿的動態特性，改 變摩擦振子與鏜刀桿之間的摩擦力大小，使鏜桿在切削狀態中處于最優狀態， 當顫振發生時，由于摩擦振子兩端面與鏜桿體摩擦作用消耗能量，從而有效 抑制鏜削過程顫振發生；同時還具有結構簡單，緊湊，易于控制等優點。


圖1本發明摩擦減振的鏜桿結構圖
圖2鏜桿安裝示意圖
圖3旋轉調整螺釘后結構狀態局部視圖
圖4發生顫振時頻譜圖
4圖5顫振被抑制后頻譜圖
圖中1、調整螺釘；2、墊片；3、摩擦片；4、導向桿；5、摩擦振子； 6、鏜刀頭；7、緊固螺釘；8、鏜刀桿；9、永磁片；10、永磁片；11、推子；
12、螺帽，13、鏜桿裝卡平臺(L/D=10)，注L為鏜桿懸伸長度，D為鏜桿
橫截面直徑。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明
鏜桿結構包括鏜桿8和固定在鏜桿8右端的鏜刀頭6，本實施例中，在鏜
桿的前端內部有一空腔，減振結構設置在該空腔內。減振結構如圖1所示， 包括推子11、調整螺釘1、墊片2、第二永磁片10、第一永磁片9、摩擦片3、 摩擦振子5和導向桿4。其中，導向桿4的左端通過螺紋固定有螺帽12，導 向桿4的右端與鏜刀頭6螺紋連接，鏜刀頭6還與鏜桿8固定連接。推子11、 墊片2、第二永磁片10、第一永磁片9、摩擦片3和摩擦振子5由左向右依次 套在導向桿4上，并且能夠沿著導向桿4左右滑動。第一永磁片9與第二永 磁片10處于同極互斥狀態，并分別吸附在摩擦片3和墊片2上。推子11與 鏜刀桿8內孔間隙配合，推子ll、墊片2和第二永磁片10與導向桿4之間也 為間隙配合。調整螺釘1的一端頂住推子11，使推子11與墊片2接觸，另一 端在鏜桿8的螺紋空內，便于操作。螺帽12與導向桿4左端部連接并起擋住 推子滑出導向桿左端的作用。
第一永磁片9和摩擦片3與導向桿4之間為間隙配合，摩擦振子5偏心 的懸置于導向桿4，即摩擦振子的內孔徑大于導向桿的外徑，使摩擦振子只是 掛在了導向桿4上，二者之間留有間隙，如圖1所示。摩擦片3、鏜刀頭6分 別和摩擦振子5的兩端自由接觸。本實施例中導向桿4材質為不銹鋼。
本實施例的工作原理如下通過旋轉調整螺釘1推動推子11，推子11推 動墊片2與第二永磁片10在導向桿4上左右滑動，根據磁鐵同極互斥原理， 第二永磁片10與第一永磁片9間斥力隨距離變化。當切削振動發生時，由于 摩擦振子是偏心放置，可以相對鏜刀桿8、摩擦片3運動。當永磁片第二IO 與第一永磁片9距離從遠到近變化時，它們之間斥力也隨之增大，反之減小。 因此，調整摩擦振子5與鏜刀桿8、摩擦片3的摩擦力也會隨斥力的改變而調整，從而使切削振動的能量在摩擦中最大限度消耗，達到抑振效果。
使用本實施例中的鏜桿進行加工時，如圖2所示，先按照常規方法將鏜
桿安裝到C6140機床上，此時鏜桿懸伸長度與直徑比例L/D為IO左右，以切 深0. 20mm，主軸轉速500rpm，進給速度0. 18mm/r的條件進行切削，切削過 程發生顫振，其頻譜如圖3所示。此時通過旋轉調整螺釘l推動推子ll，而 推子11推動墊片2與第二永磁片10在導向桿4上滑動，根據同極相斥原理， 兩片永磁片因為距離減小，斥力增大，調整摩擦振子5與鏜刀桿8、摩擦片3 的摩擦力大小，到達狀態如圖3所示。再以同樣條件鏜桿懸伸長度與直徑比 例L/D為10左右，以切深0. 20mm，主軸轉速500rpm，進給速度0. 18mm/r的 條件進行切削，頻譜如圖4所示。此時摩擦振子與鏜刀桿，摩擦片之間的正 壓力增大，摩擦力也隨之增大，當顫振即將發生時候，摩擦振子兩端摩擦所 消耗的能量足以消耗顫振產生的能量，從而抑制顫振。
權利要求
1、一種基于摩擦減振的鏜桿結構，包括鏜桿和固定在鏜桿右端的鏜刀頭(6)，其特征在于在鏜刀頭(6)的左端設置有減振結構，所述的減振結構設在鏜桿的內部，包括推子(11)、調整螺釘(1)、墊片(2)、第二永磁片(10)、第一永磁片(9)、摩擦片(3)、摩擦振子(5)和導向桿(4)；其中導向桿(4)的左端固定有螺帽(12)，右端與鏜刀頭(6)固定連接，在螺帽(12)和鏜刀頭(6)之間的導向桿(4)上由左到右依次套有推子(11)、墊片(2)、第二永磁片(10)、第一永磁片(9)、摩擦片(3)和摩擦振子(5)，推子(11)、墊片(2)、第二永磁片(10)、第一永磁片(9)、摩擦片(3)和摩擦振子(5)能夠沿著導向桿(4)左右滑動；第二永磁片(10)和第一永磁片(9)處于同極互斥狀態并分別吸附在墊片(2)和摩擦片(3)上，墊片(2)的左端與推子(11)自由接觸，調整螺釘(1)的一端與推子(11)接觸，另一端在鏜桿側壁上的螺紋孔內；摩擦振子(5)的兩端分別與摩擦片(3)和鏜刀頭(6)自由接觸。
2、 根據權利要求l所述的一種基于摩擦減振的鏜桿結構，其特征在于所述 的摩擦振子(5)偏心的置于導向桿(4)上，即摩擦振子的內孔徑大于導向 桿的外徑。
3、 根據權利要求l所述的一種基于摩擦減振的鏜桿結構，其特征在于所述 的推子(11)、墊片(2)、第二永磁片(10)、第一永磁片(9)和摩擦片(3) 與導向桿之間為間隙配合。
4、 根據權利要求1所述的一種基于摩擦減振的鏜桿結構，其特征在于所述 的導向桿(4)的材質為不銹鋼。
全文摘要
本發明是一種鏜桿結構，具體為一種基于摩擦減振的鏜桿結構，該結構可以有效抑制工件鏜削過程中鏜桿的顫振。本發明在鏜桿前端空腔裝有摩擦振子與同極互斥的永磁片結構。根據摩擦耗能原理，旋轉調整螺釘，改變永磁片間的距離，調節摩擦振子與主結構之間正壓力，改變鏜桿動態特性與摩擦損耗能量大小，消耗顫振能量，從而有效抑制鏜削過程發生顫振。本發明對于促進鏜削過程顫振抑制，保證精鏜加工質量有重要應用價值，具有結構簡單，緊湊，易于控制的特點。
文檔編號B23B29/02GK101508029SQ200910080400
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者區炳顯, 濤 昝, 民 王 申請人:北京工業大學