一種非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置的製作方法

2023-05-18 17:08:31

專利名稱:一種非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置的製作方法
本發明屬於機械製造領域。
非連續切削工具機、如銑床、滾齒機、花鍵滾床等，依靠多齒刀具對工件進行切削加工。刀具在切削過程中，刀齒呈周期性的切入和切出，產生了波動切削刀。當刀具製造精度和安裝精度不高時，更滲入了相當大的偏心切削力，甚至較刀齒的波動切削力更大。因此非連續切削工具機有比一般的連續切削工具機遠為嚴重的波動切削力，能激發工具機產生更大的切削振動。
怎樣減小工具機的切削振動，常是機械加工領域內的一個重要研究課題。在非連續切削工具機中，除改善工具機的結構動力性能外，人們曾採用過的一條途徑是在刀具傳動鍵上增設一飛輪，提高刀具主軸在刀齒切削過程中的運轉平穩性，如高爾基銑床廠工具機實驗室1955年發表的《6H82T型銑床主軸在裝設飛輪和不裝飛輪條件下的扭轉振動和旋轉平穩性的研究》中所講的。但這樣處理的結果，減少了齒在切入過程中的柔度，即減少了刀齒在切入切出過程中的時間，加強了切削衝擊，反而會引起更大的切削波動。
本發明針對上述的缺點與不足，提出一種非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置。
本發明的要點在於，此裝置由一中空的飛輪殼體，並在殼體內裝有一環狀飛輪塊，可為一薄壁鋼套內灌入鋁，在飛輪殼體與飛輪塊之間有一間隙，間隙內充滿潤滑介質，可為矽油。飛輪殼體端部用一飛輪殼體蓋蓋住，防止潤滑介質外溢組成。整個裝置通過飛輪殼體的輪轂套裝在刀具主軸的鍵上。
當主軸在非切削狀態下恆連旋轉時，同時帶動飛輪殼體和蓋一起恆速旋轉，並且通過潤滑介質的阻尼力帶動飛輪體一起同步旋轉。當刀具切削工件時，產生的波動切削力使刀具主軸和飛輪殼體及蓋一起出現扭轉振動，即出現不平穩的園周運轉，這時飛輪塊由於自己的旋轉慣性量仍以恆速旋轉運動，便與殼體和蓋之間形成一定的相對轉動，於是其間隙內潤滑油阻尼力對殼體，蓋和軸起緩衝和減振作用。
由於飛輪阻尼減振裝置直接設置在刀具主軸上，直接對刀齒的切削衝擊進行緩衝，減小了波動力，提高了刀具主軸的旋轉平穩性，從而減輕了刀具傳動鍵中齒輪在傳動過程中的間隙衝擊，降低了齒輪的嚙合噪聲。
使用本裝置可減小刀具在切削過程中的波動切削力，從而可減小工具機的切削振動，提高刀具的耐用度，提高工件的加工表面質量，或在維持原有切削振動的狀態下，可以提高刀具的切削速度，即提高了工具機的切削生產率。
最佳實施例如附圖1，即飛輪阻尼減振裝置結構，圖中〔1〕是飛輪殼體，〔2〕是飛輪塊〔3〕是間隙，〔4〕是飛輪殼體蓋，〔5〕是主軸，〔6〕是鍵，〔7〕是薄壁鋼套。
附圖2是一臺臥式滾齒機上刀具以不同轉速作m＝1mm，S＝0.2mm／rey，一次成形切削時動態切削力PZ的頻譜圖，並且隨著刀具轉速的增大，切削刀具有更大的譜峰值，能激發工具機更大的振動，更大地影響著刀具的耐用度，工件的加工表面質量和工具機的切削生產率。
附圖3是刀具主軸在裝設飛輪阻尼減振裝置後，動態切削刀頻譜圖，其切削條件與附圖2完全一樣，從二者對比可看出，主切削力PZ在工具機刀具主軸採用飛輪阻尼減振裝置後，各頻率分量都有明顯降低。這一阻尼減振的效果當刀具轉速越高時更大。
這是由於飛輪阻尼減振裝置直接設置在刀具主軸上，直接對刀齒的切削衝擊進行緩衝，減小了波動力，提高了刀具主軸的旋轉平穩性，從而減輕了刀具傳動中齒輪在傳動過程中的間隙衝擊，降低了齒輪的嚙合噪聲。
附圖4是一臥式滾齒機上分別採用、a)普通結構飛輪和b)有阻尼減振裝置飛輪，並將前者裝在刀具主軸的前一傳動軸上和後者直接接裝設在刀具主軸上，近場測量刀具在切削過程中齒噪聲信號的諧波分析的結果。由圖可見，後者噪聲譜值有了明顯的降低，在所有切削條件相同的情況下，噪聲水平降低了3dB(A)，並且人的主觀感受比前者較為柔和。
權利要求
1.一種非連續切削工具機的飛輪阻尼減振裝置，其特徵在於它由中空的飛輪殼體1並在飛輪殼體內裝有一環狀飛輪塊2，在飛輪殼體與飛輪塊之間有一間隙3，間隙內充滿粘性阻尼介質使飛輪塊在飛輪殼體內浮動，飛輪殼體端部有一飛輪殼體蓋4，防止粘性阻尼介值外溢組成，整個裝置通過飛輪殼體的輪轂套裝在刀具主軸5的鍵6上。
2.按照權利要求
1所述的非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置，其特徵在於所述的飛輪塊由一薄壁鋼套〈7〉並在鋼套內灌入鉛組成。
3.按照權利要求
1、2所述的非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置，其特徵在於所述的粘性阻尼介質為矽油。
專利摘要
一種非連續切削工具機飛輪阻尼減振裝置，它由中空的飛輪殼體，環狀飛輪塊，飛輪殼體蓋組成。在飛輪殼體與飛輪塊之間有一間隙，並在間隙內充滿潤滑介質，整個裝置通過輪轂套裝在刀具的主軸上。設計合理，工藝簡單，能大大減小工具機切削振動，從而提高了工具機的切削生產率。
文檔編號B23Q11/00GK87209250SQ87209250
公開日1988年2月17日 申請日期1987年6月15日
發明者周繼洛, 王寧 申請人:西安交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan