CN109909792A - 一种减小加工过程中振动的刀架装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减小加工过程中振动的刀架装置,电机通过联轴器带动涡轮杆转动,从而带动涡轮丝杠转动。涡轮杆通过轴承来固定并实现转动。涡轮丝杠中涡轮的上部外圆柱加工有外螺纹,与刀架体内孔可以旋合。当涡轮杆开始旋转时,可以带动刀架体开始移动。转位器与涡轮丝杠通过销钉连接,随涡轮丝杠一起转动,可以实现刀架体转位。由于定位盘的限制,刀架体可以进行任意工位定位。阻尼器安装在刀架体内部,可以在刀架发生振动时产生与振动力同样大小的反向阻力,抑制刀架产生很大的振动。本装置通过阻尼器的设置,可以有效降低刀架的振动,从而在很大程度上提高加工过程中的加工精度。
Description
技术领域
本发明应用于超精密加工过程,可以实现在超精密加工过程中减小刀架的振动,提高加工精度。
背景技术
机械加工系统振动一直是机械加工的主要问题之一,是生产力和产品质量的主要限制。一些悬臂刀具,如立铣刀和镗杆通常设计为细长梁,很容易振动,振动往往会降低加工精度,提高加工成本。刀具需要在工件上实现特定的功能,所以更改刀具几何形状通常是不可能的。因此,为了提高可加工持续性和生产力,振动是我们需要解决的重要问题。刀架是机床系统的重要组成部分,也是机床系统中抗振动的重要组成部分。研究表明,加工振动往往是由于缺乏动力刚度,阻尼或两者的组合。因此,减小加工中刀具的振动,以实现高性能刀具抗颤振的性能,可增强工艺稳定性,提高加工精度。
实践证明,利用机床结构中的粘弹性阻尼是减少机床振动的有效途径。金属和合金的材料阻尼会受到热处理和成分差异的影响。高阻尼金属往往不表现出相应的高物理和机械性能,因此采用高阻尼金属作为刀架材料是行不通的。在超精密加工过程中,对于减小振动集中在改进现有的夹具或刀架材料,尚没有一种实验装置能有效地解决加工振动。
发明内容
本发明的目的是针对超精密加工过程中的振动,提供一种加有阻尼器的刀架装置,以期有效地解决加工中的振动问题,提高加工精度,降低加工成本。
本发明设有刀架体、涡轮杆、涡轮丝杠、定位盘、销钉、转位器、阻尼器、电机。其特征在于:电机带动涡轮杆转动,从而带动涡轮丝杠转动。刀架体与转位器通过销钉固定,可以实现刀架体的移动和转动。在定位盘的作用下刀架体可以进行任意工位定位。刀架体内部两端通过定位销分别固定一个阻尼器,当刀具工作时会产生一定的振动,阻尼器会产生相应的阻尼。因此,可以很好地抑制加工中的振动,提高加工精度。
本发明所述刀架是一种比较常用的回转刀架,可以实现自动换刀。回转刀架分度准确,定位可靠,重复定位精度高,转位速度快,加紧性好。可以保证机床的高精度和高效率。
本发明所述阻尼器采用的是液压阻尼器。液压阻尼器结构简单、紧凑,密封性好,动作稳定可靠,载荷范围大,工作行程长。可以很好地抑制设备中周期性载荷和冲击载荷的影响。
本发明具有以下突出优点:
1)结构简单。将两个液压阻尼器分别固定在刀架体内部两端,通过液压阻尼器的运动就可以来降低刀架振动。
2)提高加工精度。刀架的振动会引起切削过程中切削力的波动,从而降低加工工件的表面精度,通过阻尼器的设置,可以有效降低刀架的振动,从而在很大程度上提高加工过程中的加工精度。
附图说明
参见图1,为刀架整体结构正视剖视图。
参见图2,为刀架整体结构俯视A-A剖视图。
参见图3,为阻尼器内部结构图。
参见图4,为阻尼器工作原理图。
在图1-4中,各标记为:
1涡轮丝杠、2定位盘、3刀架体、4阻尼器、5转位器、6销钉、7轴承、8涡轮杆、9电机、10头部关节轴承、11活塞杆、12液压缸、13储油缸、14阻尼控制阀、15行程指示刻度、16尾部关节轴承、17节流阀、18弹簧、19阀芯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述。
参见图1和图2,为刀架整体结构的剖视图。一种减小加工过程中振动的刀架装置,电机9通过联轴器带动涡轮杆8转动,从而带动涡轮丝杠1转动。涡轮杆8通过轴承7来固定并实现转动。涡轮丝杠1中涡轮的上部外圆柱加工有外螺纹,与刀架体3内孔能够进行旋合。当涡轮杆8开始旋转时,能够带动刀架体3移动。转位器5与涡轮丝杠1通过销钉6连接,随涡轮丝杠1一起转动实现刀架体3的转位。由于定位盘2的限制,刀架体3能够进行任意工位定位。阻尼器4安装在刀架体3的内部,在刀架装置发生振动时产生与振动力同样大小的反向阻力,抑制刀架装置产生很大的振动。
参见图3,为阻尼器内部结构图。阻尼器4通过头部关节轴承10和尾部关节轴承16连接在刀架体3内部;活塞杆11在液压缸12内进行运动,储油缸13内用以储存液压油,阻尼控制阀14控制液压油的流动方向从而控制活塞杆11的移动。活塞杆11的移动距离根据行程指示刻度15获得。
参见图4,为阻尼器的工作原理图。当刀架做进给运动时,在切削力的作用下,刀架整体会发生振动,从而使阻尼器4中的液压阻尼控制阀14被激活,阻尼器4中的液压油进入油腔,液压油推动阀芯19,使阀芯19克服弹簧力18关闭,液压油只能从节流阀17流过,形成阻尼力,使阻尼器闭锁。从而实现刀架装置的减振功能,进一步提高加工精度。
Claims (3)
1.一种减小加工过程中振动的刀架装置,电机(9)通过联轴器带动涡轮杆(8)转动,从而带动涡轮丝杠(1)转动;涡轮杆(8)通过轴承(7)来固定并实现转动;其特征在于:涡轮丝杠(1)中涡轮的上部外圆柱加工有外螺纹,与刀架体(3)内孔能够进行旋合;当涡轮杆(8)开始旋转时,能够带动刀架体(3)移动;转位器(5)与涡轮丝杠(1)通过销钉(6)连接,随涡轮丝杠(1)一起转动实现刀架体(3)的转位;由于定位盘(2)的限制,刀架体(3)能够进行任意工位定位;阻尼器(4)安装在刀架体(3)的内部,在刀架装置发生振动时产生与振动力同样大小的反向阻力,抑制刀架装置产生很大的振动。
2.根据权利要求1所述的一种减小加工过程中振动的刀架装置,其特征在于:阻尼器(4)通过头部关节轴承(10)和尾部关节轴承(16)连接在刀架体(3)内部;活塞杆(11)在液压缸(12)内进行运动,储油缸(13)内用以储存液压油,阻尼控制阀(14)控制液压油的流动方向从而控制活塞杆(11)的移动;活塞杆(11)的移动距离根据行程指示刻度(15)获得。
3.根据权利要求1所述的一种减小加工过程中振动的刀架装置,其特征在于:当刀架做进给运动时,在切削力的作用下,刀架整体会发生振动,从而使阻尼器(4)中的液压阻尼控制阀(14)被激活,阻尼器(4)中的液压油进入油腔,液压油推动阀芯(19),使阀芯(19)克服弹簧力(18)关闭,液压油只能从节流阀(17)流过,形成阻尼力,使阻尼器闭锁;从而实现刀架装置的减振功能,进一步提高加工精度。
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