專利名稱：一種基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鏜桿結(jié)構(gòu)，特別是一種基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿 結(jié)構(gòu)，屬于阻尼器減振技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今社會的高速發(fā)展，各行業(yè)對機(jī)械加工提出更高的要求。影響機(jī)器加工性 能的最關(guān)鍵因素之一就是顫振；顫振的抑制技術(shù)是保證工件加工質(zhì)量，提高機(jī)械加工效率 的前提，因此顯得尤其重要。其中，深孔的加工技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)的航空航天，汽車產(chǎn)業(yè)，軍工 制造等領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，加工質(zhì)量要求也越來越高。鏜削加工處于半封閉狀態(tài)，鏜桿懸 伸較長，刀具的后刀面和內(nèi)孔磨擦較大，系統(tǒng)易處于不穩(wěn)定狀態(tài)，極易發(fā)生顫振，由于鏜削 過程中鏜桿是整個(gè)加工系統(tǒng)中剛性最薄弱的環(huán)節(jié)，加工過程極其容易引起顫振。由鏜桿的 顫振導(dǎo)致加工表面振紋，加工精度不足，刀具磨損嚴(yán)重，產(chǎn)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(nèi)外的研究人員已進(jìn)行了大量的研究?？偟膩碚f， 可分為兩大類振動控制方法和調(diào)整切削參數(shù)的控制方法。振動控制方法中，又根據(jù)控制執(zhí) 行裝置性質(zhì)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(tǒng)中加入吸振部件來達(dá)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(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可罪。被動控制的方法很多，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)就屬于其中一種；調(diào)諧質(zhì)量阻尼器 (TMD)主要由彈簧、阻尼器和質(zhì)量塊組成，其工作原理是利用質(zhì)量塊的慣性力或主動控制力 達(dá)到共振吸能、減少結(jié)構(gòu)反應(yīng)的目的。調(diào)諧質(zhì)量吸振器在機(jī)械振動領(lǐng)域是一個(gè)常用的技術(shù)。 此概念由Frahm首次提出。之后Ormondroyd和Hartog，Sims，Lei Zuo等人做了大量研究， 并在此基礎(chǔ)上提出多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(MTMD)，即在主結(jié)構(gòu)上并聯(lián)多個(gè)彼此獨(dú)立的單調(diào)諧 質(zhì)量阻尼器(STMD)。上述的各裝置在顫振抑制上都有一定的效果，但是單調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(STMD)的 主要缺陷就是其對被控結(jié)構(gòu)固有頻率十分敏感，優(yōu)化調(diào)整很難達(dá)到預(yù)期的最優(yōu)狀態(tài)且調(diào)整 效率不高。在總質(zhì)量恒定的條件下多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(MTMD)的振動控制效果明顯優(yōu)于 單調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(STMD)。阻尼器個(gè)數(shù)越多抑振效果越好且提高的幅度遞減；但由于空間 尺寸及參數(shù)調(diào)節(jié)等實(shí)際問題，阻尼器個(gè)數(shù)有所限制。因此上述的各裝置抑振效果不理想。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述切削顫振抑制系統(tǒng)不足，提供一種基于雙級質(zhì)量 調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，包括一鏜桿，所述鏜桿前端具有一內(nèi)孔，其特征在于所述內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有第一支撐桿、第二支撐桿、第一阻尼振子、第二阻尼 振子、阻尼器蓋、推子；所述第一支撐桿一頭伸出鏜桿端部與鏜刀頭間隙配合，并通過螺釘 緊釘固定，第一支撐桿另一頭與第一阻尼振子一端螺紋連接，第一阻尼振子另一端具有內(nèi) 凹空腔，內(nèi)凹空腔端部與阻尼器蓋緊密配合，并通過沉頭螺釘緊釘固定；第一阻尼振子通 過第二支撐桿與第二阻尼振子連接，第二支撐桿通過第一阻尼振子一側(cè)的沉頭螺釘緊釘固 定；所述第二阻尼振子置于第一阻尼振子內(nèi)凹空腔和阻尼器蓋形成的具有阻尼油的密封空 腔內(nèi)；第一阻尼振子與鏜桿內(nèi)孔間隙配合，第二阻尼振子與第一阻尼振子內(nèi)凹空腔間隙配 合；調(diào)整螺釘穿過鏜桿孔壁頂住推子，推子與阻尼器蓋之間依次設(shè)置有彈簧和彈簧墊片，通 過彈簧作用使彈簧墊片與阻尼器蓋接觸。所述阻尼器蓋靠近彈簧墊片一端的表面為球面。所述第一支撐桿、第二支撐桿均為彈簧鋼支撐桿。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘推動推子，推子推動彈簧，從而可以調(diào)解控制彈簧的壓縮量，進(jìn) 而調(diào)整彈簧墊片與阻尼器系統(tǒng)的接觸力，通過調(diào)整第一支撐桿、第二支撐桿的伸長量，從而 調(diào)節(jié)阻尼器的振動頻率。本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)作用在推子上的調(diào)整螺釘，改變鏜桿的動態(tài)特性，改變摩擦 阻尼器與鏜桿之間的摩擦力大小，第一阻尼振子、第二阻尼振子通過調(diào)整第一支撐桿、第二 支撐桿的伸長量，調(diào)節(jié)阻尼器的振動頻率。使鏜桿在切削狀態(tài)中處于最優(yōu)狀態(tài)，當(dāng)顫振發(fā)生 時(shí)，阻尼器系統(tǒng)作為吸振部件，從而有效抑制鏜削過程顫振發(fā)生。

圖1本實(shí)用新型的鏜桿結(jié)構(gòu)圖；圖2鏜桿安裝示意圖；圖3旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘后結(jié)構(gòu)狀態(tài)局部視圖；圖4切削穩(wěn)定性比較圖；圖中1.鏜桿；2.推子；3.調(diào)整螺釘；4.彈簧；5.彈簧墊片；6.阻尼器蓋；7.緊定 螺釘；8.第二阻尼振子；9.第二支撐桿；10.沉頭螺釘；11.螺釘；12.鏜刀頭；13. M3沉頭緊 定螺釘；14.第一支撐桿；15.第一阻尼振子；16.鏜桿裝卡平臺；L.懸臂長度；D.直徑。
具體實(shí)施方式
首先如圖1，本實(shí)用新型的基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，包括一鏜桿 1，鏜桿1前端具有一內(nèi)孔，內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有第一支撐桿14、第二支撐桿9、第一阻尼振子15、第 二阻尼振子8、阻尼器蓋6、推子2 ；第一支撐桿14 一頭伸出鏜桿1端部與鏜刀頭12間隙配 合，并通過螺釘11緊釘固定，第一支撐桿14另一頭與第一阻尼振子15 —端螺紋連接，第一 阻尼振子15另一端具有內(nèi)凹空腔，內(nèi)凹空腔端部與阻尼器蓋6緊密配合，并通過4個(gè)互成 90°的沉頭螺釘緊釘7固定；第一阻尼振子15通過第二支撐桿9與第二阻尼振子8連接， 第二支撐桿9通過第一阻尼振子15 —側(cè)的2個(gè)M3沉頭螺釘10緊釘固定；第二阻尼振子8 置于第一阻尼振子15內(nèi)凹空腔和阻尼器蓋6形成的具有阻尼油的密封空腔內(nèi)；第一阻尼振 子15與鏜桿1內(nèi)孔間隙配合，第二阻尼振子8與第一阻尼振子15內(nèi)凹空腔間隙配合；調(diào)整螺釘3穿過鏜桿1孔壁頂住推子2，推子2與阻尼器蓋6之間依次設(shè)置有彈簧4和彈簧墊片 5，通過彈簧作用使彈簧墊片5與阻尼器蓋6接觸。其中，阻尼器蓋6靠近彈簧墊片5 —端 的表面為球面，且第一支撐桿14、第二支撐桿9均為彈簧鋼支撐桿。按照圖2所示，按照常規(guī)方法將鏜桿安裝到C6140機(jī)床上，此時(shí)鏜桿懸伸長度與直 徑比例L/D為10左右。如圖3所示，調(diào)整螺釘3頂住推子2，使彈簧墊片5與阻尼器蓋6接觸，并調(diào)整接觸 的摩擦力。在實(shí)際應(yīng)用中，可調(diào)整第一支撐桿14、第二支撐桿9的伸長量，調(diào)節(jié)第一阻尼振 子15、第二阻尼振子8的振動頻率。以同樣條件鏜桿懸伸長度與直徑比例L/D為10左右，系統(tǒng)的頻響函數(shù)固有頻率 W1、剛度keq和阻尼比ξ來表示，分別為315Ηζ、4. 45Ν/μπι和0. 02為例，得到鏜削穩(wěn)定性 圖如圖4所示。曲線以下的部分是鏜削過程中的穩(wěn)定區(qū)域，雙級阻尼器當(dāng)顫振即將發(fā)生時(shí) 候，阻尼器作為吸振機(jī)構(gòu)足以消耗顫振產(chǎn)生的能量，進(jìn)而極大提高臨界切削深度，有效避免 顫振并提高機(jī)械切削效率。以上是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求1.一種基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，包括一鏜桿(1)，所述鏜桿(1)前端 具有一內(nèi)孔，其特征在于所述內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有第一支撐桿(14)、第二支撐桿(9)、第一阻尼 振子(15)、第二阻尼振子(8)、阻尼器蓋(6)、推子O)；所述第一支撐桿(14) 一頭伸出鏜 桿(1)端部與鏜刀頭(1 間隙配合，并通過螺釘(11)緊釘固定，第一支撐桿(14)另一頭 與第一阻尼振子(15) —端螺紋連接，第一阻尼振子(15)另一端具有內(nèi)凹空腔，內(nèi)凹空腔端 部與阻尼器蓋(6)緊密配合，并通過沉頭螺釘緊釘(7)固定；第一阻尼振子(15)通過第二 支撐桿(9)與第二阻尼振子(8)連接，第二支撐桿(9)通過第一阻尼振子(1 一側(cè)的沉頭 螺釘(10)緊釘固定；所述第二阻尼振子(8)置于第一阻尼振子(15)內(nèi)凹空腔和阻尼器蓋 (6)形成的具有阻尼油的密封空腔內(nèi)；第一阻尼振子(15)與鏜桿(1)內(nèi)孔間隙配合，第二 阻尼振子(8)與第一阻尼振子(15)內(nèi)凹空腔間隙配合；調(diào)整螺釘(3)穿過鏜桿(1)孔壁頂 住推子O)，推子( 與阻尼器蓋(6)之間依次設(shè)置有彈簧(4)和彈簧墊片(5)，通過彈簧 作用使彈簧墊片(5)與阻尼器蓋(6)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，其特征在于阻 尼器蓋(6)靠近彈簧墊片( 一端的表面為球面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，其特征在于第 一支撐桿(14)、第二支撐桿(9)均為彈簧鋼支撐桿。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于雙級質(zhì)量調(diào)諧阻尼器減振的鏜桿結(jié)構(gòu)，屬于阻尼器減振技術(shù)領(lǐng)域。包括一鏜桿，鏜桿前端具有一內(nèi)孔，內(nèi)孔內(nèi)設(shè)置有第一支撐桿、第二支撐桿、第一阻尼振子、第二阻尼振子、阻尼器蓋、推子；調(diào)整螺釘穿過鏜桿孔壁頂住推子，推子與阻尼器蓋之間依次設(shè)置有彈簧和彈簧墊片，通過彈簧作用使彈簧墊片與阻尼器蓋接觸。本實(shí)用新型的鏜桿結(jié)構(gòu)，通過推子推動彈簧，從而可以調(diào)解控制彈簧的壓縮量，進(jìn)而調(diào)整彈簧墊片與阻尼器系統(tǒng)的接觸力，同時(shí)通過調(diào)整第一、第二支撐桿的伸長量可調(diào)節(jié)阻尼器的振動頻率。本實(shí)用新型對于促進(jìn)鏜削過程顫振抑制，保證精鏜加工質(zhì)量有重要應(yīng)用價(jià)值，具有結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，易于控制的特點(diǎn)。
文檔編號B23B29/02GK201922058SQ20102064108
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張彥琳, 昝濤, 王民, 胡建忠 申請人:北京工業(yè)大學(xué)