專利名稱：新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種刀柄，尤其是一種新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄。
背景技術(shù)：
切削振動是切削加工過程中常見的現(xiàn)象，其對切削加工質(zhì)量、刀具壽命的影響十分不利。常見的振動類型有強(qiáng)迫振動和自激振動。自激振動主要分為再生型自激振動、摩擦型自激振動和模態(tài)耦合自激振動。在銑削過程中，由于斷續(xù)切削導(dǎo)致的強(qiáng)迫共振以及再生型自激振動經(jīng)常發(fā)生。在出現(xiàn)切削振動時，往往靠改變切削參數(shù)來避免振動的發(fā)生，這樣經(jīng)常會犧牲加工效率。也有很多研究人員研究了變速切削、在線調(diào)整刀具角度、采用不等距刀齒等方式減振方法的機(jī)理，但是這些方式都有一定的局限性。刀具系統(tǒng)直接參與切削，其動態(tài)特性對切削加工過程有直接影響，當(dāng)斷續(xù)切削刀齒通過頻率或其倍頻等于刀具處的固 有頻率時就會發(fā)生強(qiáng)迫共振，同時用于優(yōu)化切削參數(shù)的穩(wěn)定切削極限圖也與刀尖處的動態(tài)特性有直接關(guān)系。由于受到機(jī)床、刀具、工件、加工效率等因素的限制，切削參數(shù)的變動范圍有限，因此通過調(diào)節(jié)刀具系統(tǒng)的動態(tài)特性優(yōu)化切削穩(wěn)定性極限圖，同時避開斷續(xù)切削頻率及其倍頻將是一種簡便實用的減振避振方法。刀柄作為機(jī)床和刀具的過渡，其動態(tài)特性對刀尖處的動態(tài)特性有著重要影響，目前刀柄大部分都是整體式，可調(diào)節(jié)的比較少。

實用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，本實用新型的目的在于提供一種新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄，用來最大限度的避免由于斷續(xù)切削引起的強(qiáng)迫共振，以及同時優(yōu)化穩(wěn)定切削極限圖曲線，獲得最大的材料切除率。為了實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是一種新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄，包括主軸接口部分、可調(diào)柄身部分和面銑刀接口部分。其中可調(diào)柄身部分有主體和附加圓環(huán)體組成，通過配合連接，由內(nèi)六角螺釘固定，柄身主體上加工有平面，方便螺釘可靠鎖死，結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性(固有頻率、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)質(zhì)量等)與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度等有關(guān)系。柄身主體部分能夠保證刀柄具有足夠的剛度，圓環(huán)體用來調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，為了最大限度的調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，圓環(huán)體設(shè)計有大中小三種規(guī)格，材料有45鋼(密度)和硬直合金(密度)兩種。按照配合區(qū)域柄身分為上部、中部和下部三部分，三部分軸向長度相等，均可以與任以圓環(huán)體配合連接。本實用新型裝拆方便，在調(diào)整結(jié)構(gòu)時，只需將刀盤卸下，不用將刀柄從機(jī)床卸下來，從而可以消除由于刀柄重復(fù)定位帶來的加工誤差。可調(diào)柄身部分可用于任意形式主軸接口和面銑刀刀盤接口形式的刀柄上。
以下結(jié)合附圖
和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。[0008]圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)圖圖2為本實用新型剖視圖圖3為圓環(huán)體主視圖圖4為優(yōu)化穩(wěn)定性極限圖示意圖圖中I-主軸接口部分、2-上部柄身、3-中部柄身、4-下部柄身5-圓環(huán)體、6-刀盤接口部分。
具體實施方式
在圖I、圖2、圖3、圖4所示的第一實施例中，一種新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄，其特征在于包括主軸接口部分、可調(diào)柄身部分和面銑刀接口部分。其中可調(diào)柄身部分有主體和附加圓環(huán)體組成，通過配合連接，由內(nèi)六角螺釘固定,柄身主體上加工有平面,方便螺釘可靠鎖死，結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性(固有頻率、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼、模態(tài)質(zhì)量等)與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度等有關(guān)系。柄身主體部分能夠保證刀柄具有足夠的剛度，圓環(huán)體用來調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，為了最大限度的調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，圓環(huán)體設(shè)計有大中小三種規(guī)格，材料有45鋼(密度)和硬直合金(密度)兩種。按照配合區(qū)域柄身分為上部、中部和下部三部分，三部分軸向長度相等，均可以與任以圓環(huán)體配合連接。在圖I、圖2、圖3所示的第二實施例中，所述的圓環(huán)體最大外徑有大、中、小三種規(guī)格，分別為70mm、90mm、110mm,每種規(guī)格均采用兩種密度的材料,分別為45鋼、硬質(zhì)合金，可與上部柄身中部柄身下部柄身配合連接，并由螺釘固定在一起，可以將單個圓環(huán)體固定在任一段柄身上，也可以將兩個或三個不同形式的半圓環(huán)體固定在柄身主體上。所述的柄身軸向長度相等，均可與圓環(huán)體配合連接，在柄身主體與圓環(huán)體配合處均有加工有平面，使螺釘將圓環(huán)體可靠固定。在圖4所述的第三實施例中，刀尖處的固有頻率、模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼對切削穩(wěn)定性極限曲線都有直接影響。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布及其剛度對結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性有直接影響，因此本實用新型刀柄設(shè)計在理論上是可行的?？梢岳糜邢拊B(tài)分析或者錘擊實驗獲得不同狀態(tài)下刀柄的動態(tài)特性。針對給定的機(jī)床加工系統(tǒng)就可以獲得多種穩(wěn)定性極限圖，根據(jù)機(jī)床、刀片材料、工件材料等因素的限制，確定最佳的切削速度范圍，通過在不同的柄身部位附加不同的圓環(huán)體，改變刀尖處的動態(tài)特性，從而優(yōu)化穩(wěn)定性極限圖，使得最佳切削加工速度對應(yīng)較大的穩(wěn)定性切削軸向切深，尤其在重切削或者粗加工時獲得高的金屬的切除率。使用本實用新型時，尤其在精加工時，切削余量很小，發(fā)生再生型自激振動的幾率很小，這時由于斷續(xù)切削引起的強(qiáng)迫振動是影響加工質(zhì)量的主要因素。由斷續(xù)切削引起的強(qiáng)迫振動的機(jī)理當(dāng)斷續(xù)切削的頻率及其倍頻與刀具或者工件的固有頻率一致時，就會導(dǎo)致激烈的強(qiáng)迫共振。斷續(xù)切削頻率的計算公式f= knz/60 (k=l、2、3…··) (I)式中η-主軸轉(zhuǎn)速ζ面銑刀齒數(shù)。當(dāng)面銑刀齒數(shù)給定時，斷續(xù)切削頻率就取決于主軸轉(zhuǎn)速。因此，不同切削速度的選擇就會對應(yīng)不同的斷續(xù)切削頻率。通過上述公式(I)計算出斷續(xù)切削的頻率及倍頻，通過模態(tài)測試或者半解析法獲得刀具處的固有頻率，如果頻率一致，即可調(diào)整刀柄結(jié)構(gòu)，改變刀具的固有頻率，從而在斷續(xù)切削時避免由于刀具因素導(dǎo)致的強(qiáng)迫共振。尤其在主軸轉(zhuǎn)速選
擇受到限制的情況下，該選用該刀柄更是一種有效的避振措施。
權(quán)利要求1.一種新型動態(tài)特性可調(diào)面銑刀柄，其特征在于包括主軸接口部分、可調(diào)柄身部分和面銑刀接口部分；其中可調(diào)柄身部分有主體和附加圓環(huán)體組成,通過配合連接，由內(nèi)六角螺釘固定，柄身主體上加工有平面，方便螺釘可靠鎖死，柄身主體部分能夠保證刀柄具有足夠的剛度，圓環(huán)體用來調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，為了最大限度的調(diào)節(jié)刀柄的動態(tài)特性，圓環(huán)體設(shè)計有大中小三種規(guī)格，材料有45鋼和硬直合金兩種；按照配合區(qū)域柄身分為上部、中部和下部三部分，三部分軸向長度相等，均可以與任以圓環(huán)體配合連接。
專利摘要本實用新型涉及一種新型動態(tài)特性可調(diào)的面銑刀柄，包括主軸接口部分、可調(diào)柄身部分、刀盤接口部分；刀柄接口部分可采用HSK接口形式，刀盤接口部分采用螺紋連接，可調(diào)柄身部分包括柄身主體、圓環(huán)體及內(nèi)六角螺釘，為了使得面銑刀柄的動態(tài)特性調(diào)節(jié)范圍盡可能的大，配合區(qū)域根據(jù)柄身主體長度等分為上部、中部、下部三部分，圓環(huán)體形式規(guī)格分為大、中、小三種，圓環(huán)體材料分別選用兩種密度的材料。本實用新型可以通過調(diào)節(jié)面銑刀柄的結(jié)構(gòu)改變其動態(tài)特性，從而優(yōu)化刀尖處的動態(tài)特性，獲得需要的穩(wěn)定切削極限圖，同時避免由于斷續(xù)切削引起的強(qiáng)迫振動，無需改變切削條件，尤其在切削參數(shù)選擇氛圍比較小的條件下更是一種有效的減振避振方式。
文檔編號B23C5/26GK202639467SQ20122018022
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:申陽