CN109317706A - 一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆 - Google Patents

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王洪军
秦国军
顾启洋
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    • B23B29/02—Boring bars
    • B23B29/022—Boring bars with vibration reducing means

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Abstract

本发明涉及一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，包括主刀杆、刀头、拉伸杆、前阻尼缓冲圈、阻尼粉末及后阻尼缓冲圈，所述的主刀杆为中空结构，所述的刀头连接在主刀杆的头端，所述的主刀杆尾端用于连接车床，所述的刀头上留有用于拉伸杆插接的插接孔，所述的拉伸杆位于主刀杆内，所述的拉伸杆的头端插接到刀头上插接孔内，所述的拉伸杆的尾端与主刀杆抵接，所述的前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈分别位于主刀杆内部，且前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈在径向包裹拉伸杆，所述的阻尼粉末置于前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈之间的空隙内。与现有技术相比，本发明具有结构简单、使用寿命长、多级阻尼功能好、实用性强等优点。

Description

一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆
技术领域
本发明涉及一种镗刀杆，尤其是涉及一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆。
背景技术
目前，在数控车床加工深孔时，如何保证加工效率和产品质量一直是两个难题。因为产品为深孔，所以镗孔用的刀具刀杆长度很长，从而刀具的钢性大大降低。对于现在普遍采用45号钢热处理作为刀杆的材料，采用实心结构加装刀头的方式，主要存在问题是刀具材料钢性差，刀杆易发生震动并造成加工表面粗糙度差，尺寸不稳定，刀尖易崩刃，生产效率低下。
现有专门的厂家用硬质合金生产的阻尼刀杆，因价格非常贵，动则几万元，经济性很差。而且阻尼刀杆大多采用注入水银等液体，当刀杆损坏开裂时水银外泄会对环境造成极大的污染。同时还有刀杆定制周期长等缺点。
中国专利CN102672217A公开了一种涂层阻尼减振刀杆，在所述刀杆的基体材料上涂覆一层减振阻尼材料层，与刀杆的基体材料形成叠层结构，增大刀杆阻尼，利用涂层阻尼材料内耗将刀杆的振动动能转化为热能，从而达到减振、提高加工效率、改善加工质量的目的。该涂层阻尼减振刀杆，能够适应复杂多变的加工条件，有效减小或抑制切削加工过程刀杆的振动，改善切削加工过程的稳定性，提高加工精度和加工效率。但是涂层阻尼制作复杂，且易于损耗。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、使用寿命长、多级阻尼功能好、实用性强的用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，包括主刀杆、刀头、拉伸杆、前阻尼缓冲圈、阻尼粉末及后阻尼缓冲圈，所述的主刀杆为中空结构，所述的刀头连接在主刀杆的头端，所述的主刀杆尾端用于连接车床，所述的刀头上留有用于拉伸杆插接的插接孔，所述的拉伸杆位于主刀杆内，所述的拉伸杆的头端插接到刀头上插接孔内，所述的拉伸杆的尾端与主刀杆抵接，所述的前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈分别位于主刀杆内部，且前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈在径向包裹拉伸杆，所述的阻尼粉末置于前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈之间的空隙内。
所述的拉伸杆的尾端为圆盘，所述的主刀杆内尾端开设圆台，所述的拉伸杆与主刀杆的圆台之间抵接。
所述的拉伸杆与主刀杆的圆台之间设有后阻尼垫圈。
所述的刀头与主刀杆之间通过联接螺栓连接固定。
所述的刀头与主刀杆之间设有前阻尼垫圈。
在阻尼粉末中间设置有安装在拉伸杆上的阻尼调整螺母。
所述的刀头上连接有刀片。
所述的刀片与刀头之间通过刀片锁紧螺钉连接。
所述的前阻尼缓冲圈与后阻尼缓冲圈均为弹性体。
所述的前阻尼垫圈与后阻尼垫圈均采用橡胶材质。
所述的拉伸杆采用中心预应力拉伸杆。
所述的主刀杆材料选用性能优异的40Cr中碳合金钢并进行调质、渗碳淬火、表面离子氮化处理提升主刀杆钢性。
主刀杆安装在刀座上，先固定主刀杆，将刀片拧紧在刀头上即可加工。加工过程中工件对刀片的振动冲击直接传递到前阻尼垫圈进行第一次减振，此时1/3振动冲击力被前阻尼垫圈的弹性体缓冲降低后传递给了主刀杆；同时，另外1/3振动冲击力被传递到中间的拉伸杆上，拉伸杆降低了前端强的同频共振冲击，此时拉伸杆通过前后阻尼缓冲圈将振动冲击力缓冲后释放到主刀杆中间的阻尼粉末中。剩下1/3振动冲击通过刀头上的联接螺栓也传递到主刀杆上，高强度主刀杆可将振动冲击均匀分散在主刀杆中间大面积的高比重阻尼粉末填充区，将振动冲击完全释放。另外安装在拉伸杆中间的阻尼调整螺母可以根据振动的强度调整主刀杆中间的阻尼粉末密度，将中间的阻尼粉末挤压严实，可以有效降调整该区域阻尼比，避免产生自激振动，从而增强了主刀杆中间的阻尼粉末吸能减振效果。
本发明改进之处在于：
(1)增加前阻尼垫圈与后阻尼垫圈；
(2)增加了采用中心预应力拉伸杆及前后阻尼缓冲圈；
(3)拉伸杆上增加了置阻尼螺母；
(4)主刀杆内腔置入特制阻尼粉末，阻尼比更大，更环保；
(5)主刀杆材料选用性能优异的40Cr中碳合金钢并进行调质、渗碳淬火、表面离子氮化处理提升刀杆钢性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、使用寿命长：采用优质材料，并通过热处理，提高了装置的使用寿命。
2、材料环保安全可靠：提高了使用安全性和可靠性。
3、多级阻尼功能，阻尼效果好。
4、实用性强使用范围广：可加工直径为的孔，孔深最大可加工至1200mm。
5、刀具钢性提升，效率提高：经济性好。
6、结构简单，制作方便。
7、阻尼材料成本低廉。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图中标号：1、主刀杆，2、联接螺栓，3、刀头，4、刀片，5、刀片锁紧螺钉，6、拉伸杆，7、前阻尼垫圈，8、前阻尼缓冲圈，9、阻尼调整螺母，10、阻尼粉末，11、后阻尼缓冲圈，12、后阻尼垫圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，如图1所示，包括主刀杆1、刀头3、拉伸杆6、前阻尼缓冲圈8、阻尼粉末10及后阻尼缓冲圈11，主刀杆1为中空结构，刀头3连接在主刀杆1的头端，主刀杆1尾端用于连接车床，刀头3上留有用于拉伸杆6插接的插接孔，拉伸杆6位于主刀杆1内，拉伸杆6的头端插接到刀头3上插接孔内，拉伸杆6的尾端与主刀杆1抵接，前阻尼缓冲圈8与后阻尼缓冲圈11分别位于主刀杆1内部，且前阻尼缓冲圈8与后阻尼缓冲圈11在径向包裹拉伸杆6，阻尼粉末10置于前阻尼缓冲圈8与后阻尼缓冲圈11之间的空隙内。
拉伸杆6的尾端为圆盘，主刀杆1内尾端开设圆台，拉伸杆6与主刀杆1的圆台之间抵接。拉伸杆6与主刀杆1的圆台之间设有后阻尼垫圈12。刀头3与主刀杆1之间通过联接螺栓2连接固定。刀头3与主刀杆1之间设有前阻尼垫圈7。在阻尼粉末10中间设置有安装在拉伸杆6上的阻尼调整螺母9。刀头3上连接有刀片4。刀片4与刀头3之间通过刀片锁紧螺钉5连接。前阻尼缓冲圈8与后阻尼缓冲圈11均为弹性体。前阻尼垫圈与后阻尼垫圈均采用橡胶材质。拉伸杆6采用中心预应力拉伸杆。主刀杆材料选用性能优异的40Cr中碳合金钢并进行调质、渗碳淬火、表面离子氮化处理提升主刀杆钢性。
主刀杆安装在刀座上，先固定主刀杆，将刀片拧紧在刀头上即可加工。加工过程中工件对刀片的振动冲击直接传递到前阻尼垫圈进行第一次减振，此时1/3振动冲击力被前阻尼垫圈的弹性体缓冲降低后传递给了主刀杆；同时，另外1/3振动冲击力被传递到中间的拉伸杆上，拉伸杆降低了前端强的同频共振冲击，此时拉伸杆通过前后阻尼缓冲圈将振动冲击力缓冲后释放到主刀杆中间的阻尼粉末中。剩下1/3振动冲击通过刀头上的联接螺栓也传递到主刀杆上，高强度主刀杆可将振动冲击均匀分散在主刀杆中间大面积的高比重阻尼粉末填充区，将振动冲击完全释放。另外安装在拉伸杆中间的阻尼调整螺母可以根据振动的强度调整主刀杆中间的阻尼粉末密度，将中间的阻尼粉末挤压严实，可以有效降调整该区域阻尼比，避免产生自激振动，从而增强了主刀杆中间的阻尼粉末吸能减振效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，包括主刀杆(1)、刀头(3)、拉伸杆(6)、前阻尼缓冲圈(8)、阻尼粉末(10)及后阻尼缓冲圈(11)，所述的主刀杆(1)为中空结构，所述的刀头(3)连接在主刀杆(1)的头端，所述的主刀杆(1)尾端用于连接车床，所述的刀头(3)上留有用于拉伸杆(6)插接的插接孔，所述的拉伸杆(6)位于主刀杆(1)内，所述的拉伸杆(6)的头端插接到刀头(3)上插接孔内，所述的拉伸杆(6)的尾端与主刀杆(1)抵接，所述的前阻尼缓冲圈(8)与后阻尼缓冲圈(11)分别位于主刀杆(1)内部，且前阻尼缓冲圈(8)与后阻尼缓冲圈(11)在径向包裹拉伸杆(6)，所述的阻尼粉末(10)置于前阻尼缓冲圈(8)与后阻尼缓冲圈(11)之间的空隙内。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的拉伸杆(6)的尾端为圆盘，所述的主刀杆(1)内尾端开设圆台，所述的拉伸杆(6)与主刀杆(1)的圆台之间抵接。
3.根据权利要求2所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的拉伸杆(6)与主刀杆(1)的圆台之间设有后阻尼垫圈(12)。
4.根据权利要求1所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的刀头(3)与主刀杆(1)之间通过联接螺栓(2)连接固定。
5.根据权利要求4所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的刀头(3)与主刀杆(1)之间设有前阻尼垫圈(7)。
6.根据权利要求1所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，在阻尼粉末(10)中间设置有安装在拉伸杆(6)上的阻尼调整螺母(9)。
7.根据权利要求1所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的刀头(3)上连接有刀片(4)。
8.根据权利要求7所述的一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆，其特征在于，所述的刀片(4)与刀头(3)之间通过刀片锁紧螺钉(5)连接。
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