深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，包括中空的導(dǎo)套，導(dǎo)套的外壁套有軸承，軸承外壁過盈配合有環(huán)形活塞套，環(huán)形活塞套的外壁固定套有圓盤，圓盤的外側(cè)設(shè)有環(huán)形的線圈支撐套，線圈支撐套與圓盤不接觸，線圈支撐套上纏有線圈，導(dǎo)套的兩端均套設(shè)有外端蓋，兩個(gè)外端蓋的外側(cè)互相連接。本實(shí)用新型深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，配合精度高，易于大批量生產(chǎn)；利用磁流變液體進(jìn)行刀桿系統(tǒng)的阻尼修正，具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值調(diào)整范圍寬的優(yōu)勢；不僅能滿足工件回轉(zhuǎn)型加工工藝的需求，對刀具回轉(zhuǎn)型加工工藝也同樣可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)抑制的目的，具有較好的工藝承接性。
【專利說明】深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]深孔鉆削是一種極具附加價(jià)值的切削工藝，這是傳統(tǒng)鉆削方法所不能及的。在現(xiàn)代制造領(lǐng)域，有很多專門用途的深孔制件，例如據(jù)歐洲空中客車公司統(tǒng)計(jì)，其在大型客機(jī)制造中就涉及多達(dá)5000多個(gè)加工孔。這些零部件孔的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸精度直接決定了關(guān)鍵部件的工作性能和效率。然而，由于深孔鉆削機(jī)理的復(fù)雜性及加工條件的多樣性，如何在保證加工正常運(yùn)行的條件下，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地識(shí)別和精確地控制刀具的運(yùn)行狀態(tài)從而確保孔加工精度誤差一直是深孔加工研究的熱點(diǎn)和關(guān)鍵問題。近年來國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于深孔加工刀具的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問題進(jìn)行了大量的研究，但這些研究的內(nèi)容主要集中在對深孔鉆桿系統(tǒng)振動(dòng)行為的仿真分析及其計(jì)算方法上，很難應(yīng)用到實(shí)際的加工生產(chǎn)中，加工質(zhì)量不易控制。
[0003]研究能夠?qū)Φ毒咴偕駝?dòng)或顫振進(jìn)行主動(dòng)控制且易于實(shí)現(xiàn)刀具系統(tǒng)剛度及阻尼的自調(diào)整智能控制器，對推動(dòng)機(jī)床的創(chuàng)新開發(fā)，特別是對深孔加工機(jī)床的發(fā)展具有重要意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，解決了現(xiàn)有鉆削裝置無法有效控制深孔加工質(zhì)量的問題。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，包括中空的導(dǎo)套，導(dǎo)套的外壁套有軸承，軸承外壁過盈配合有環(huán)形活塞套，環(huán)形活塞套的外壁固定套有圓盤，圓盤的外側(cè)設(shè)有環(huán)形的線圈支撐套，線圈支撐套與圓盤不接觸，線圈支撐套上纏有線圈，導(dǎo)套的兩端均套設(shè)有外端蓋，兩個(gè)外端蓋的外側(cè)互相連接。
[0006]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0007]其中的線圈支撐套的截面為U形。
[0008]其中的外端蓋上設(shè)有電源線連接通道，電源線連接通道與線圈支撐套的U形內(nèi)腔連通。
[0009]其中的導(dǎo)套上位于軸承的一側(cè)設(shè)有凸起，軸承的另一側(cè)設(shè)有軸承彈性擋圈,軸承彈性擋圈套在導(dǎo)套上。
[0010]其中的環(huán)形活塞套的外壁套設(shè)有擋圈，沿環(huán)形活塞套外壁的一周固設(shè)有凸圈，擋圈和凸圈之間通過螺釘連接圓盤。
[0011]其中的兩個(gè)外端蓋的內(nèi)壁與環(huán)形活塞套、線圈支撐套構(gòu)成封閉腔，封閉腔內(nèi)充有磁流變液體，兩個(gè)外端蓋的內(nèi)壁靠近圓盤的位置處均設(shè)有凸塊，每個(gè)凸塊均與圓盤之間留有間隙。
[0012]其中的間隙的寬度為0.8?1mm。[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，通過利用封裝在控制器內(nèi)磁流變液體的快速、連續(xù)及可逆轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，并引入環(huán)形磁場可調(diào)布局，使其適用于刀具系統(tǒng)中各輔助支撐的剛度及阻尼調(diào)控，本實(shí)用新型的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)簡單、體積較小，配合精度高，易于加工，生產(chǎn)效率高；利用磁流變液體進(jìn)行刀桿系統(tǒng)的阻尼修正，使得該深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值調(diào)整范圍寬的優(yōu)勢；該深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器不僅能滿足工件回轉(zhuǎn)型加工工藝的需求，對刀具回轉(zhuǎn)型加工工藝也同樣可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)抑制的目的，具有較好的工藝承接性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，1.導(dǎo)套，2.外端蓋，3.軸承彈性擋圈，4.環(huán)形活塞套，5.線圈支撐套，6.圓盤，7.線圈，8.磁流變液體，9.電源線連接通道，10.擋圈，11.螺釘，12.軸承，13.鉆桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]本實(shí)用新型深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括中空的導(dǎo)套1，導(dǎo)套I的外壁套有軸承12，軸承12外壁過盈配合有環(huán)形活塞套4，環(huán)形活塞套4的外壁固定套有圓盤6,圓盤6的外側(cè)設(shè)有環(huán)形的線圈支撐套5,線圈支撐套5與圓盤6不接觸,線圈支撐套5上纏有線圈7，導(dǎo)套I的兩端均套設(shè)有外端蓋2，兩個(gè)外端蓋2的外側(cè)互相連接。
[0018]其中，線圈支撐套5的截面為U形，外端蓋2上設(shè)有電源線連接通道9且與線圈支撐套5的U形內(nèi)腔連通；導(dǎo)套I上位于軸承12的一側(cè)設(shè)有凸起，軸承12的另一側(cè)設(shè)有軸承彈性擋圈3，軸承彈性擋圈3套在導(dǎo)套I上；環(huán)形活塞套4的外壁套設(shè)有擋圈10，沿環(huán)形活塞套4外壁的一周固設(shè)有凸圈，擋圈10和凸圈之間通過螺釘11連接圓盤6 ;兩個(gè)外端蓋2的內(nèi)壁與環(huán)形活塞套4、線圈支撐套5構(gòu)成封閉腔，封閉腔內(nèi)充有磁流變液體8，兩個(gè)外端蓋2的內(nèi)壁靠近圓盤6的位置處均設(shè)有凸塊，每個(gè)凸塊均與圓盤6之間留有間隙，間隙的寬度為 0.8 ?1mm。
[0019]外端蓋2、線圈支撐套5與環(huán)形活塞套4構(gòu)成的密閉腔體中注入磁流變液體8，形成固體與液態(tài)逆變場。線圈7均勻纏繞于線圈支撐套5內(nèi)，環(huán)繞圈數(shù)為1000圈。線圈正負(fù)極經(jīng)由電源線連接通道9引出，用于聯(lián)接外部電源。為了保證阻尼通道有足夠的磁感應(yīng)強(qiáng)度，外端蓋2上設(shè)置的凸塊與圓盤6之間的間隙寬度為0.8?1mm。外端蓋2和圓盤6的材質(zhì)均采用低碳鋼，而線圈支撐套5、環(huán)形活塞套4和擋圈10則采用鋁制材料。軸承12與鉆桿13、聚四氟乙烯導(dǎo)套I之間采用過盈配合，并通過螺釘11將軸承12、環(huán)形活塞套4、擋圈10與圓盤6之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)起來。
[0020]使用時(shí)，將鉆桿13穿過導(dǎo)套1，鉆桿13與導(dǎo)套I為過盈配合，線圈7通過電源線連接通道9外接整流器，整流器通電后使得線圈7周圍產(chǎn)生磁場，尤其是在外端蓋2與圓盤6相鄰的位置處磁場強(qiáng)度最強(qiáng)，于是磁流變液體8在磁場的作用下，依據(jù)磁流變液體8可產(chǎn)生固液相變的原理，會(huì)導(dǎo)致磁流變液體8在固體與液態(tài)之間進(jìn)行毫秒級(jí)快速可逆轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響了圓盤6和磁流變液體8接觸面的阻尼值，由于圓盤6、環(huán)形活塞套4、導(dǎo)套I和鉆桿13為組合體件，故該阻尼值可調(diào)或控制，將直接影響鉆桿13自身的振動(dòng)狀態(tài)，從而修正鉆桿13顫振響應(yīng)譜峰值的頻率、幅值以及阻尼值，以使被加工孔的表面質(zhì)量獲得有效提升。
[0021]操作人員可根據(jù)深孔鉆桿13的直徑選取聚四氟乙烯導(dǎo)套1，由于導(dǎo)套I采用緊配合安裝于鉆桿13上，在正常鉆削加工狀態(tài)下，導(dǎo)套I對鉆桿13起到了導(dǎo)向作用。若鉆桿13產(chǎn)生橫向振動(dòng)行為，則環(huán)形活塞套4同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同頻振動(dòng)，并將這種振動(dòng)模式映射到軸套相聯(lián)接的圓盤6上。
[0022]根據(jù)加工中鉆桿13的振動(dòng)情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)線圈7中電流，使其產(chǎn)生不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度。然后，腔體內(nèi)的磁流變液體8受到磁場強(qiáng)度變化的激發(fā)，會(huì)導(dǎo)致其在固體與液態(tài)之間進(jìn)行毫秒級(jí)快速可逆轉(zhuǎn)化，從而修正對圓盤振動(dòng)所施加的剪切阻尼力值。
[0023]若發(fā)現(xiàn)在鉆削過程中鉆桿13振動(dòng)過大，則適當(dāng)增大線圈7中電流致使密閉腔體內(nèi)磁場增強(qiáng)，同時(shí)促使磁流變液體8相變固化使得圓盤6所承受的剪切阻尼力增大；反之，則減小線圈7中的電流。通過上述調(diào)整過程，最終達(dá)到利用改變磁流變液流體的剪切阻尼力，以實(shí)現(xiàn)對鉆桿系統(tǒng)阻尼值和剛度值進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控的目標(biāo)。
[0024]本實(shí)用新型的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器中，擋圈10和環(huán)形活塞套4外壁設(shè)置的凸圈之間通過螺釘11連接圓盤6，通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置大大提升了各部件之間的配合精度，并且降低了實(shí)際生產(chǎn)過程對各部件加工的公差等級(jí)要求，降低了加工難度，提高了生產(chǎn)效率，從而滿足了深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器批量化生產(chǎn)的需要。
[0025]本實(shí)用新型的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)簡單、體積較小，配合精度高，易于大批量生產(chǎn)；利用磁流變液體進(jìn)行刀桿系統(tǒng)的阻尼修正，使得該深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值調(diào)整范圍寬的優(yōu)勢；該深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器不僅能滿足工件回轉(zhuǎn)型加工工藝的需求，對刀具回轉(zhuǎn)型加工工藝也同樣可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)抑制的目的，具有較好的工藝承接性。
【權(quán)利要求】
1.深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，包括中空的導(dǎo)套(1)，導(dǎo)套(I)的外壁套有軸承(12)，軸承(12)外壁過盈配合有環(huán)形活塞套(4)，環(huán)形活塞套(4)的外壁固定套有圓盤(6)，圓盤(6)的外側(cè)設(shè)有環(huán)形的線圈支撐套(5)，線圈支撐套(5)與圓盤(6)不接觸，線圈支撐套(5 )上纏有線圈(7 )，所述導(dǎo)套(I)的兩端均套設(shè)有外端蓋(2 )，兩個(gè)外端蓋(2 )的外側(cè)互相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述線圈支撐套(5)的截面為U形。
3.如權(quán)利要求1所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述外端蓋(2)上設(shè)有電源線連接通道(9 )，電源線連接通道(9 )與所述線圈支撐套(5 )的U形內(nèi)腔連通。
4.如權(quán)利要求1所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述導(dǎo)套(I)上位于軸承(12 )的一側(cè)設(shè)有凸起，軸承(12 )的另一側(cè)設(shè)有軸承彈性擋圈(3 )，軸承彈性擋圈(3 )套在導(dǎo)套(I)上。
5.如權(quán)利要求1所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述環(huán)形活塞套(4)的外壁套設(shè)有擋圈(10)，沿環(huán)形活塞套(4)外壁的一周固設(shè)有凸圈，擋圈(10)和凸圈之間通過螺釘(11)連接圓盤(6)。
6.如權(quán)利要求1所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述兩個(gè)外端蓋(2)的內(nèi)壁與環(huán)形活塞套(4)、線圈支撐套(5)構(gòu)成封閉腔，封閉腔內(nèi)充有磁流變液體(8)，兩個(gè)外端蓋(2)的內(nèi)壁靠近圓盤(6)的位置處均設(shè)有凸塊，每個(gè)凸塊均與圓盤(6)之間留有間隙。
7.如權(quán)利要求6所述的深孔鉆桿系統(tǒng)的振動(dòng)控制器，其特征在于，所述間隙的寬度為.0.8 ?Imm0
【文檔編號(hào)】B23B41/02GK203578835SQ201320724255
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】孔令飛, 李言, 季昂, 孟維昌, 牛晗 申請人:西安理工大學(xué)