CN114206530A - 用于铣床的阻尼器 - Google Patents

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Abstract

一种多轴铣床,包括主轴(3),该主轴布置成接收刀架(3)并在使用中使刀架在主轴内旋转,其中,围绕刀架(3)的主轴壳体(11)的一部分设置有一个或多个阻尼单元(12A、12B)。

Description

用于铣床的阻尼器
技术领域
本发明涉及一种加工设备,尤其但非排它地,涉及一种用于加工超合金部件的加工设备。
背景技术
超合金材料是金属合金,其非常坚硬且耐用,并且能够承受高温和应力。它们被用于许多应用,包括航空航天工业,其中,高性能部件通常需要这种材料。这些部件通常还具有小的几何公差,并且因此需要使用专门的硬化切削刀具和材料进行仔细的加工。
使用多轴加工中心(诸如GROB-WERKE GmbH&Co.KG制造的类型的5轴加工中心)可以产生复杂的几何形状。
多轴加工中心通常是计算机数控(CNC)加工中心,其允许以由超合金材料经济且精确地形成部件所需的高速度对切削头进行高度精确的控制。切削速度通常可以在切削刀具的每分钟12,000转的范围内。
本发明人已经确认,使用非常规修改,这种机械的性能可以在精度、可靠性和切削性能方面得到改善。此外,本文描述的布置有利地显著减少了机床停止警报的事件。这可以显著提高生产率并减少机床停机时间。
发明内容
本发明的各方面在所附权利要求中阐述。
从第一方面来看,提供了一种多轴铣床,其包括主轴,该主轴布置成接收刀架并且在使用中使刀架在主轴内旋转,其中围绕刀架的主轴壳体的一部分设置有一个或多个阻尼单元。
因此,在这种构造中提供多调谐质量阻尼器有利地允许控制通过机床和刀架以其它方式传播的振动。每台机床(例如CNC多轴铣床)都有其自己的谐波或固有频率,这是机床设计和构造以及操作(切削)条件的结果。在切削操作期间,自然谐波频率会导致机床振动超过预定的警报阈值。
每台机床在某个方向或轴线(即特定方向)上都有自己的谐波“弱点”。由于每台机床的构造不同,谐波“弱点”的确切轴线也不同。术语“弱点”意图指机床的自然谐波最普遍的轴线和位置,即机床开始过度振动的地方。
常规上,不想要的振动是通过为切削刀架和机床提供足够的质量和刚度以防止不想要的振动和谐波的产生来解决的。
典型地,当用陶瓷刀具以高切削速度切削超合金时,振动会在切削头和/或机床中产生。这些振动会超过机床和/或切削尖端的安全限值。因此,机床制造商引入了振动警报,该振动警报在预定水平被启用以停止机床。这由此防止机床和/或刀具损坏。然后,机床可以复位并重启。
常规机械中的这种安全系统有利地防止了机床或刀具的损坏,但是随着警报启用次数的增加,大大降低了生产率。
本发明通过识别机床上的“弱”谐波点并在振动最严重的点处或附近控制和衰减振动显著减少了不想要的警报启用。
用于陶瓷切削尖端的切削速度可以非常高。例如,切削速度可能超过每分钟12,000转。因此,机床的自然谐波会很快达到警报阈值,导致机床停止操作。在操作人员将机床设定为夜间操作的夜间加工中,加工时间早期的警报会由于机床过度停机而导致生产率非常低。
在本文所述的布置中,所述一个或多个阻尼单元可以在与在预定主轴操作速度下壳体的共振频率的位置对应的位置处联接到主轴壳体。
对于给定的切削速度(这对于被加工的零件和所涉及的材料来说是已知的),可以确定对应于机床将以该频率或接近该频率共振振动的点的位置。本文描述的阻尼装置于是可以定位在该位置或靠近该位置。此外,阻尼器可以布置成与预测的共振振动方向一致或平行。对于切削速度来说通常会发生的共振可以被衰减。
该阻尼单元或每个阻尼单元可包括包围阻尼质量的外壳体,该阻尼质量可在壳体内并相对于壳体移动。将阻尼质量容纳在壳体内并允许质量移动允许阻尼发生。质量相对于壳体运动的延迟导致阻尼发生。
壳体和阻尼质量可以是同心圆柱和围绕(也是筒形)壳体的形式。圆柱和壳体的同心轴线可以布置成平行于主轴壳体共振振动所沿的轴线。因此,阻尼器被布置成以最有效的方式衰减机床的共振振动。
也可以使用阻尼器质量和壳体的其它横截面。例如,壳体和质量可以是椭圆形的,允许具有更小的竖直高度的更大的质量。同样,可以使用正方形或矩形布置。然而,筒形布置允许方便的制造,并且还允许使质量相对于壳体对齐的更精确的方式,使得阻尼器本身动态稳定。
阻尼质量可以通过一个或多个弹性/弹性体联接器与围绕壳体间隔开。重要的是,联接器必须允许阻尼质量相对于壳体的相对运动,以允许阻尼发生。
弹性联接器可以是多个弹性体元件或橡胶元件的形式。这些可以绕阻尼质量均匀地布置,以便在一侧与阻尼质量接触并且在另一侧与壳体接触。方便的是,这些元件可以是位于阻尼质量周边附近的O型圈密封件的形式。这允许构件的方便安装和对齐。例如,该构件可以布置在带有壳体和/或阻尼质量的沟槽中。
根据机床的振动性能,单个阻尼单元可能是在切削频率/切削速度和负载下衰减机床共振频率所需的全部。可替代地,一对或多对阻尼单元可以布置在机床周围,例如在铣床的主轴壳体上。这有利地允许阻尼质量被分配,以允许阻尼器方便地联接到机床的本体,并避免阻尼器本体减小切削头相对于工件的运动范围的任何问题。
阻尼器可以方便地周向地定位,并且可选地绕机床的主轴壳体相等地间隔开。
弹性体元件或橡胶元件可以是连续的,例如O型圈密封件。阻尼器的端面的内表面的部分或阻尼质量的端面的部分可以可选地设置有与弹性体元件和端面的正常接触线对齐的凹部。术语“端面”意图指与与其工作的阻尼器衰减的振动的轴线一致的阻尼器的端部。在筒形布置中,这将是在圆柱的端面上。
通过提供布置成与O型圈密封件的正常接触线一致或重叠的凹部,O型圈在该特定点或在凹部的重叠长度上有效地与壳体和阻尼器质量脱离压缩接触。阻尼质量相对于壳体的相对运动于是不会在这些点压缩弹性体。这减少了弹性体与阻尼器质量和壳体的总接触面积。对于给定的输入力,接触面积较小,并且在两个表面之间接触的剩余弹性体材料上的压力增加。
有利地,与如果提供弹性体的完全接触相比,压力的增加使得阻尼器以较低的输入力工作(即开始阻尼)。增加的压力更快地开始阻尼,从而在较低的输入力下产生阻尼,例如与精加工的低水平切削力相关。
有利地,凹部和O型圈布置位于阻尼单元的任一端上,即阻尼单元的面向机床的一端上和阻尼单元的相反端上。沿着阻尼器轴线朝向机床的振动于是可以被有效地阻尼。
从另一个方面来看,提供了一种用于多轴加工中心的阻尼单元,该阻尼单元被布置成在使用中联接到加工中心的主轴并且包括包围阻尼质量的外壳体,该阻尼质量可在壳体内并相对于壳体移动。
从又一个方面来看,提供了一种多轴铣床,其包括主轴,该主轴被布置成接收刀架并且在使用中使刀架在主轴内旋转,其中主轴包括壳体,所述壳体包含至少一对相对的阻尼单元。
从本文描述的本发明的又一方面来看,提供了一种加工中心,该加工中心包括主轴,该主轴被布置成接收刀架并且在使用中使刀架在主轴内旋转,其中围绕刀架的主轴壳体的一部分设置有至少一个阻尼单元,该阻尼单元包括位于壳体内并且通过多个弹性体部分与壳体间隔开的阻尼质量,每个弹性体部分在第一侧与阻尼质量接触并且在相反侧与壳体接触。
在这种布置中,壳体和/或阻尼质量的部分可以设置有沿着弹性体部分和阻尼质量/壳体之间的接触线布置的一个或多个凹部,以便防止弹性体部分和阻尼质量/壳体之间跨过所述一个或多个凹部接触。
凹部可以形成在阻尼质量的端面和/或阻尼壳体的相对内表面上。因此,提供凹部的增加的压力效果仅在与主要期望阻尼的方向对齐或平行的阻尼器的方向上起作用。
从另一个方面来看,提供了一种对铣床进行阻尼的方法,该方法包括以下步骤:(A)识别在加工操作的切削频率大约相等的频率下的共振振动的一个或多个位置和方向;以及(B)将如本文所述的阻尼器以所识别的位置和方向定位到铣床。
附图说明
现在将参考附图,仅以示例的方式描述本发明的各方面,在附图中:
图1示出了计算机数控(CNC)铣削站或铣床的主要部件的示意图;
图2示出了这种铣床的主轴;
图3是示出示例性主轴壳体的固有频率的示意图;
图4A和图4B示出了包括一对阻尼单元的示例性主轴;
图5A和图5B示出了具有和不具有一对阻尼单元的示例性主轴;
图6示出了穿过一个阻尼单元的横截面;
图7A和图7B示出了穿过阻尼单元的横截面和弹性体密封件(诸如O型圈密封件或类似的柔性/弹性体密封件)的定位;
图8A、图8B和图8C示出了本文描述的阻尼器的进一步改进的布置;以及
图9A、图9B和图9C示出了阻尼单元相对于主轴壳体的可替代构造。
虽然本发明可以有各种修改和替代形式,但是在附图中以示例的方式示出了具体实施例,并且在此进行了详细描述。然而,应该理解的是,附图和所附的详细描述并不旨在将本发明限制于所公开的特定形式,而是本发明将涵盖落入所要求保护的发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
将会认识到,本文描述的本发明方面的特征可以方便地且可互换地以任何合适的组合使用。还将认识到,本发明不仅涵盖各个实施例,还涵盖本文已经讨论的实施例的组合。
具体实施方式
图1是典型的多轴加工中心1的示意图。所示的示例是铣床,其包括联接到主轴3的切削刀具2。主轴3包含刀架,该刀架在一端处保持切削刀具,并提供用于将刀架和切削刀具联接到主轴3的连接部。
主轴联接到主轴驱动装置4,主轴驱动装置4布置成高速旋转主轴(从而旋转刀具)。驱动装置4还被布置成使得它能够沿着图1右侧所示的x轴线在轴向方向上移动主轴和刀具。
在加工中心(驱动装置)的相对端处是容纳待加工部件(工件)5的腔室,待加工部件(工件)5固定到可移动工作台6。工作台6可在多个位置(竖直和旋转)移动。结合切削主轴的轴向运动,切削刀具可以在图1右侧所示的轴线中的每个轴线上相对于工件移动。
加工中心包括大量传感器,这些传感器精确地检测工作台6和切削刀具的位置,从而在操作中可以进行精确的加工。
工作台6、主轴3和驱动装置4各自都具有大的质量,以防止加工操作期间的过度振动。增加加工中心的部件中的每个部件的质量和刚度减少了加工期间的振动,从而实现精确加工。然而,提供了振动警报7,如果振动水平超过预定阈值,则振动警报7停用切削(铣削)操作。在这种情况下,使用振动或“过度运动”警报,该振动或“过度运动”警报检测铣床振动,并将其与预定阈值或水平进行比较。由于多种原因,诸如刀具磨损增加、工件的一部分的硬度增加或不利的切削特性/条件,振动可能增加超过预定水平。
图2示出了穿过主轴3、切削刀具2和工件5的简单横截面。切削刀具2通过渐缩刀架8连接到主轴3,该渐缩刀架8允许切削刀具在主轴3内方便地更换。在铣床操作期间,如箭头9所示,使主轴3、刀架8和刀具2以超过每分钟12,000转的速度旋转。
为了允许加工复杂的形状和几何形状,在一些铣床上,主轴3的最靠近切削刀具2(从而最靠近工件5)的端部可以渐缩,使得刀具可以相对于工件成一定角度切削,而主轴或刀架不会与工件连接或碰撞。在其它铣床中,可以不在主轴上设置锥度。应当理解,本文描述的本发明同样适用于具有和不具有渐缩头的铣床。
每台机床都有多个固有频率。本领域的技术人员将理解,在本发明的上下文中,固有频率是在没有任何激励振动或起到阻尼振动作用的力的情况下铣床的零件将振动的频率,即,它是零件自然振动的频率。
当使铣床以固有频率或接近固有频率振动时,可能会发生共振,这可以造成振动警报被触发。
铣床在使用期间振动的方式取决于两个刚度因素,即:
(i)静态刚度;和
(ii)动态刚度。
在铣床操作期间,本文描述的阻尼装置可以有利地影响动态刚度。具体而言,当以本文所述的特定方式施加阻尼时,添加阻尼增加了铣床(和/或铣床的子部件)的动态刚度。
所有机床在其基本结构中都具有许多固有频率。这些固有频率中的一些固有频率可能具有破坏性,并在加工操作期间导致过度振动。固有频率来源于机床的每个零件或元件。不同的振动相互作用(建设性地和破坏性地),导致铣床的总体振动性能对于给定的铣床是复杂和特定的,并且重要的是,操作或切削速度和条件。例如,不同的切削速度导致铣床表现出不同的振动谐波。
在一个示例中,需要提高铣床在以每分钟转数(rpm)表示的给定切削速度下的动态稳定性。例如,对于陶瓷切削尖端,这可以是12,000rpm的切削速度和200Hz的频率。
通过使用加速度计和冲击锤对铣床的每个零件进行振动分析,可以确认铣床的每个零件如何振动,特别是每个零件的固有频率。
可用于测量铣床振动特性的示例性设备如下:
加速度计–Kistler 8776A50型
冲击锤–Kistler 9726A5000型
来自加速度计和冲击锤的输出可以通过国家仪器公司(National Instruments)制造的类型的输入/输出接口传送到常规的计算机。然后可以使用商用软件(诸如CUTPRO)形成数据的分析。通过移动加速度计和/或使用多个加速度计可以绘制铣床的每一个零件的振动特性,即力/振动特性,以确定振动发生的位置及其相关的固有频率。然后,可以根据该确定结合铣床的预期操作速度来定位阻尼器。
具体而言,可以建立模型,并且可以识别具有与切削频率最接近匹配的固有频率的部件部分的位置和方向。这在本文被称为铣床的“最弱”部分,即在给定的切削速度和频率(在一个示例中为12,000rpm和200Hz)下需要被阻尼以防止共振的铣床部分。
振动分析可以使用常规的加速度计和冲击锤进行。加速度计分布在铣床周围,并且预定的冲击被施加到铣床以引起铣床振动。然后可以记录加速度计的输出,并且可以识别固有频率最接近切削频率(即rpm速度除以60)的铣床子部件的位置。类似地,加速度计可用于确定铣床这一部分振动的方向。
因此,使用加速度计和冲击锤可以定位铣床的振动接近切削频率的部分。因此,这部分是切削过程期间可能发生共振的部分,因为切削频率会引起共振,而共振又会导致铣床的该部分以不断增加的振幅振动。这又会导致铣床的振动警报被触发。
在一个示例性实施例中,铣床在铣床的X方向上在200Hz时具有最弱的动态稳定性。上述振动分析确认,可以在X方向上铣床主轴壳体处找到200Hz的固有频率。
一旦找到“最弱”固有频率的位置和方向,它就定义了多调谐质量阻尼器(MTMD)应该位于的位置和方向。在一个示例中,这是主轴壳体的顶部。
图3示出了示例性主轴壳体的频率对位移和相关固有频率的曲线图。
如图3所示,y轴线上的位移是由铣床的振动引起的。图3示出了三个独立的频率。
-第一个频率是约100Hz的频率M,它反映了机床基座(即铣床的基础结构)的共振。
-第二个频率A为200Hz,并且代表主轴壳体的共振。
-第三个频率B为1200Hz,并且代表主轴轴杆频率。
图4A示出了主轴3的端视图,主轴3沿着其中心轴线保持刀架8和切削刀具2。还示出了支撑主轴的围绕壳体11。在图4B中,示出了壳体11的侧视图,示出了壳体的可选渐缩。
回到图4A,示出了根据本文描述的发明的修改的壳体布置。具体地,示出了一对相对的阻尼单元12A和12B。然而,可能不需要一对相对的阻尼器;对于给定的铣床,单个阻尼器可以提供足够的阻尼来实现期望的结果。
阻尼单元12A和12B安装到主轴壳体11的侧部上,并且在所示的示例中,布置成与轴线13(轴线13穿过主轴和切削刀具的中心)对齐。精确的轴线可以根据铣床和振动分析结果而变化,并且可以不总是穿过主轴轴杆的中心。阻尼单元12A和12B例如使用螺母和螺栓装置牢固地连接到主轴壳体。它们可以有利地一体地形成到主轴壳体中,以形成包含所述一对相对的阻尼单元或区域的单个壳体部件。它们也可以改装到现有壳体的外表面。
阻尼单元12A和12B用于与穿过主轴轴杆的主轴壳体的振动相互作用。实际上,阻尼单元为加工中心提供了多调谐质量阻尼器,其允许控制加工振动。
现在将参照图5A、图5B、图6、图7A和图7B更详细地描述阻尼单元12A、12B。
图5A和图5B分别示出了具有和不具有所述一对阻尼单元12A和12B的示例主轴壳体。如图5B所示,所述一对阻尼单元通过螺栓装置直接联接到主轴壳体11的侧部。这种布置可以方便地改装到主轴壳体。
图6示出了穿过图5B所示的阻尼单元12B的横截面。
阻尼单元12B的外壳体由3个部分形成,限定了接收阻尼质量的中心空腔或空间。第一部分14布置成与如图5B所示的主轴壳体11邻接。壳体的第二部分是相对的面15。筒形本体16在两个面之间延伸,并且可以通过围绕筒形部分16的周边延伸的凸缘联接到每个面。凸缘可以方便地用螺栓固定在中心本体16的两侧上,以限定壳体内的空腔,并将壳体刚性连接到主轴壳体。相同的布置可选地复制在用于阻尼单元12A的主轴壳体的相反侧上。
阻尼单元的外壳体限定了参照图7A和图7B描述的内空腔或腔室17。
该腔室包含阻尼质量18,该阻尼质量18包含在外壳内并被外壳包围。阻尼质量也通过多个弹性/弹性体构件19与外壳的内表面间隔开。所示的弹性构件为弹性体O型圈密封件的形式,其围绕阻尼质量的周边延伸。其它类型的弹性间隔件也可以被使用并且可以不是连续轮廓的形式,而是可以是提供与O型圈密封件相同的间隔效果的多个离散的弹性体部分。
如图7A和图7B所示,第一对O型圈密封件布置在筒形阻尼质量的端面上,并且第二对布置在阻尼质量的外周表面上。如图7B所示,由此提供了两个间隙Δx和Δy,以将阻尼质量与外壳间隔开。
在加工设备的操作期间,主轴壳体的振动引起阻尼单元的外壳的振动。这又通过弹性体O型圈连接件引起阻尼质量的振动,并且这产生了阻尼效果,因为当弹性体联接器压缩和膨胀而与激励频率不同步时,阻尼质量相对于阻尼单元的运动延迟。
精确的阻尼水平可以通过调整间隙Δx和Δy以及O型圈材料的尺寸和材料(硬度或弹性)(以及阻尼质量本身的特定质量)来优化。
在一个示例中,阻尼单元被构造成为给定的铣床设计和预期的加工速度提供期望的动态稳定性和阻尼率。这限定了所需阻尼的频率。
例如,对于由GROB(如上所述)制造的铣床,确定的参数包括:
阻尼质量:每个阻尼器的密度19.0kg/dm3,每个阻尼器的阻尼质量=4.7kg(2个阻尼器)。
材料弹性:O型圈70x3 Nitril
O型圈80x3 Nitril。
然后,具有这些特性的阻尼单元被定位在铣床上对应于最弱动态稳定性位置(如上所述)的位置。重要的是,这有助于增加主轴壳体的动态稳定性(这已通过频率分析来识别)。提高动态稳定性的效果是,在超合金材料的期望切削速度下,铣床振动显著降低。这又防止振动水平超过制造商限定的限值的那些振动水平,并且从而防止铣床自动关停(振动警报触发)。此外,还可以通过减少振动以及因此切削刀具相对于工件的位移来提高加工精度。
有利的是,本文描述的阻尼单元的性能可以进一步优化,超出上述优点。图8A、图8B和图8C示出了这种进一步的改进。
具体而言,本发明人已经确认,在阻尼质量和阻尼器壳体之间产生不连续或中断的弹性体联接提供了阻尼器动态性能的惊人改进。
在上述示例中,在阻尼装置中使用了连续的弹性体O型圈密封件。因此,在以下两者之间有一条连续的接触线:
(i)O型圈和阻尼器质量(在阻尼器的空腔中);以及
(ii)O型圈和阻尼器的壳体(绕着阻尼器质量的周边)。
实际上,O型圈夹在阻尼器质量和阻尼器壳体之间。弹性体的压缩和膨胀允许本文描述的阻尼。
图8A示出了修改的阻尼器的阻尼性能,其中y轴线为阻尼百分比,并且x轴线为输入切削力。
图8A中的线A示出了如上所述的第一实施例的阻尼器,即在阻尼质量和阻尼器壳体之间具有连续弹性体联接的阻尼器,的阻尼性能。如所示,阻尼百分比随着输入力的增加而缓慢增加,并在1200牛顿左右达到峰值,然后随着输入力的增加和阻尼效果的降低而逐渐减少。
线B示出了一种修改的阻尼器性能,其包含弹性体与阻尼质量和壳体的不连续联接。如线B所示,阻尼的百分比比常规布置增加得快得多。如所示,在极低的输入力下,阻尼百分比增加,从而在低加工负载下提供阻尼。此外,对于所有输入负载,阻尼百分比保持高于常规布置。
在操作方面,这意味着修改的阻尼器可以在与精加工相关的低加工负载和与粗加工相关的高加工负载两者下都提供有效的阻尼。由本文描述的阻尼器装置提供的这种宽范围的阻尼器性能在机床中非常有利。
图8B和图8C示出了实现这些性能改进的一种布置。在所示的示例中,一系列凹部形成在阻尼器壳体和/或阻尼器质量中,与O型圈密封件的接触线一致。凹部20形成为使得O型圈19从与阻尼器质量18和端板14的压缩接触中脱离或断开。实际上,凹部20使O型圈密封件与阻尼器的质量和壳体之间的连接断开。这有效地减小了在阻尼器的任一端处在阻尼器质量和壳体之间的O型圈密封件的接触面积。减小接触面积会增加O型圈的剩余部分上的压力,所述剩余部分在一侧与阻尼器质量接触并且在另一侧与壳体接触。
本发明人已经确认,使用凹部减小弹性体密封件的接触面积导致图8A所示的性能变化,即进一步改进的动态阻尼性能。
阻尼器的具体性能可以根据铣床的特性和所需的阻尼性能进行选择。例如,可以结合弹性体硬度来修改接触面积,以实现期望的性能。在一个示例中,可以使用70至90肖氏A之间的肖氏硬度。
图8C示出了凹部如何包含到阻尼器的端部壳体中的示例。
在图8C的左手侧,阻尼器与铣床的连接被示出并且包含了多个(在该示例中为4个)狭槽。虚线表示O型圈的正常接触线。如图8B所示,凹部与该接触线重叠的方式产生了空间,该空间导致O型圈和阻尼质量之间的压缩接触的脱离。
在图8C的右手侧,示出了阻尼器与阻尼器端部壳体的连接。这里,为了制造简单,在壳体的端部部分加工了4个半圆。同样,虚线表示与4个半圆重叠的O型圈的接触线。
应该认识到,弹性体接触线的脱离可以通过多种方式实现,并且不限于所示的两个示例。例如,O型圈本身可以被修改为具有减小的厚度,或者包括产生相同效果的凹部或切除部分。类似地,代替单个连续的O型圈或弹性体构件,可以提供多个离散的弹性体部分。
图9A-9C示出了阻尼单元相对于主轴的替代布置。阻尼器可以是单个阻尼器或成对或成组布置的阻尼器。重要的是,在每种情况下,阻尼效果都被布置成在预期的切削参数期间将发生共振的点处(和方向上)提高铣床的动态稳定性。
如图9A至图9C所示,阻尼器可以布置在主轴壳体周围的各种位置。
应该认识到,根据固有频率测量和期望的切削速度/频率,本文描述的阻尼装置和方法可以位于铣床的任何位置。对于特定的5轴铣床,已经确定最佳位置可以如上所述在主轴壳体本身上。

Claims (15)

1.一种多轴铣床,包括主轴,所述主轴被布置成接收刀架并且在使用中使所述刀架在所述主轴内旋转,其中,围绕所述刀架的主轴壳体的一部分设置有一个或多个阻尼单元。
2.根据权利要求1所述的机床,其中,所述一个或多个阻尼单元在如下位置处联接到所述主轴壳体,所述位置对应于在预定主轴操作速度下所述壳体的共振频率的位置。
3.根据任一项前述权利要求所述的机床,其中,所述阻尼单元或每个阻尼单元包括包围阻尼质量的外壳体,所述阻尼质量能够在所述壳体内移动并相对于所述壳体移动。
4.根据权利要求3所述的机床,其中,所述壳体和阻尼质量是同心圆柱和围绕壳体的形式,并且其中,所述圆柱和壳体的同心轴线被布置成平行于所述主轴壳体共振振动所沿的轴线。
5.根据权利要求5所述的机床,其中,所述阻尼质量通过一个或多个弹性联接器与所述围绕壳体间隔开。
6.根据权利要求5所述的机床,其中,所述弹性联接器是多个弹性体元件或橡胶元件的形式。
7.根据权利要求6所述的机床,其中,所述弹性体元件或橡胶元件是定位在所述阻尼质量的周边附近的O型圈密封件的形式。
8.根据任一项前述权利要求所述的机床,包括围绕所述主轴周向地间隔开的一对或多对阻尼单元。
9.根据任一项前述权利要求所述的机床,其中,所述弹性体元件或橡胶元件是连续的,并且所述阻尼器的端面的内表面的部分和/或所述阻尼质量的端面的部分设置有与所述弹性体元件和所述端面的接触线对齐的凹部。
10.一种用于多轴加工中心的阻尼单元,所述阻尼单元被布置成在使用中联接到所述加工中心的主轴并且包括包围阻尼质量的外壳体,所述阻尼质量能够在所述壳体内移动并相对于所述壳体移动。
11.一种多轴铣床,包括主轴,所述主轴被布置成接收刀架并在使用中使所述刀架在所述主轴内旋转,其中,所述主轴包括壳体,所述壳体包含至少一对相对的阻尼单元。
12.一种加工中心,包括主轴,所述主轴被布置成接收刀架并且在使用中使所述刀架在所述主轴内旋转,其中,围绕所述刀架的主轴壳体的一部分设置有至少一个阻尼单元,所述阻尼单元包括阻尼质量,所述阻尼质量位于壳体内并且通过多个弹性体部分与所述壳体间隔开,每个弹性体部分在第一侧上与所述阻尼质量接触并且在相反侧上与所述壳体接触。
13.根据权利要求12所述的加工中心,其中,所述壳体和/或所述阻尼质量的部分设置有一个或多个凹部,所述一个或多个凹部沿着所述弹性体部分和所述阻尼质量/壳体之间的接触线布置,以便防止所述弹性体部分和所述阻尼质量/壳体之间跨过所述一个或多个凹部接触。
14.根据权利要求13所述的加工中心,其中,所述凹部形成在所述阻尼质量的端面上和/或所述阻尼壳体的相对的内表面上。
15.一种对铣床进行阻尼的方法,包括以下步骤:
(A)识别在与加工操作的切削频率大约相等的频率下的共振振动的一个或多个位置和方向;和
(B)将根据权利要求11所述的阻尼器以所识别的位置和方向定位到所述铣床。
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