CN114260476A - 折弯减振刀杆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种折弯减振刀杆,为一种口小膛大的回转体内形加工刀具;即一种带有减振功能的异形刀具;是为了解决口小膛大的回转体内壁加工难题,满足产品加工工艺要求,提升产品加工良品率,提高批量生产效率,增强刀具使用稳定性,降低刀具使用成本。折弯减振刀杆,包括刀片(1),刀头(2),弹性胶圈(3),阻尼体(4),刀杆(5),调整堵(6),调整螺钉(7),密封圈(8),紧固螺钉(9)。通过调整调整螺钉,可以调整阻尼体在刀杆内部的状态。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域,一种回转体内形加工刀具,用于加工工件内腔为口小膛大且加工深度较大的回转体内壁。
背景技术
在机械加工过程中,经常会出现振动现象,尤其是加工刀具长度越长,振动现象越显著。出现振动情况以后,随之带来诸多问题,如加工尺寸不稳定、加工精度降低、加工面粗糙度降低、刀具使用寿命降低等,影响产品质量、降低生产效率、提高制造成本,同时有可能造成设备及零部件损坏。由于振动产生的影响是严重的,又是不可避免的,因此在机械加工时,就要使用减振刀具来进行加工。而对于口小膛大、加工深度较大的回转体内腔加工,除了刀具要具备减振功能,对刀具的形状还有一定的要求。
传统的加工方式采用非标准刀具,此种刀具的刀杆和刀头均为非标准件,虽能满足加工要求,但刀杆不具备减振功能,只是利用了材料本身具备的一定弹性来进行缓冲,这样加工后的表面还是存在一定的振纹;刀片通过焊接方式固定在小刀头上,再通过人工磨制后安装在刀杆上。这样制作的刀具质量良莠不齐,刀头更换频繁,且更换新刀头时需重新对刀、试车、测量、调整,直至加工出合格产品,耗时较长,生产效率较低,不利于批量生产;加工时噪音较大,长期工作会造成一定的伤害。如图1所示。
目前市场上所销售的减振刀杆均为直杆,虽具备较好的减振效果,但加工时存在干涉,加工口部直径较小而内弧形直径较大的工件存在这样一个问题,当车刀伸入工件内腔时,靠近口部直径较小的部位可以加工,随着刀杆持续深入工件内腔,直径逐渐增大,直至刀杆与口部接触后,刀尖无法接触工件继续加工。如图2所示。
发明内容
本发明的目的是提供一种折弯减振刀杆,为一种口小膛大的回转体内形加工刀具;即一种带有减振功能的异形刀具;是为了解决口小膛大的回转体内壁加工难题,为一种适用于口小膛大的回转体内形加工刀具,从满足产品加工工艺要求,提升产品加工良品率,提高批量生产效率,增强刀具使用稳定性,降低刀具使用成本,改善现场作业环境等多方面考虑。
本发明的技术方案:折弯减振刀杆,其特征在于,包括刀片(1),刀头(2),弹性胶圈(3),阻尼体(4),刀杆(5),调整堵(6),调整螺钉(7),密封圈(8),紧固螺钉(9);刀杆(5)前部为弯曲部分具有整体内孔,前部壁上有对称的顶丝孔,顶丝孔用于穿过紧固螺钉(9)固定刀头(2);刀杆(5)前部后段带有调整螺钉孔,用于安装调整螺钉(7);阻尼体(4)为两侧有对称台阶的阶梯圆柱;阻尼体(4)位于刀杆前端弯曲部分具有整体内孔内;调整堵(6)阶梯圆柱,前端为圆形平面状,后部小圆柱,小圆柱为端具有带有一定角度的斜面,斜面与调整螺钉(7)前端接触配合;弹性胶圈(3)为圆环状,为两个,分别位于阻尼体(4)的前后台阶的外周;调整螺钉(7)为前端带有一定角度的紧固螺钉;前端角度与调整堵(6)斜面配合。
本发明的技术效果:解决口小膛大的回转体内壁加工难题,满足产品加工工艺要求,提升产品加工良品率,提高批量生产效率,增强刀具使用稳定性。
附图说明
图1为传统加工所用刀具结构简图;
图2为标准刀具加工模拟图;
图3为本发明折弯减振刀杆结构示意图。
具体实施方式
折弯减振刀杆由9个零件组成,刀片1,刀头2,弹性胶圈3,阻尼体4,刀杆5,调整堵6,调整螺钉7,密封圈8,紧固螺钉9。如图三所示。
刀杆5为带有一定角度的弯杆,刀杆前端弯曲部分具有整体内孔,弯曲部分(即弯杆)前端壁上有对称的顶丝孔,顶丝孔用于穿过紧固螺钉9固定刀头2;
弯曲部分后段带有调整螺钉孔,用于安装调整螺钉7;
阻尼体4为两侧有对称台阶的阶梯圆柱;阻尼体4位于刀杆前端弯曲部分具有整体内孔内;
调整堵6阶梯圆柱,前端为圆形平面状,后部小圆柱,小圆柱为端具有带有一定角度的斜面,斜面与调整螺钉7前端接触配合。
弹性胶圈3为圆环状,为两个,分别位于阻尼体4的前后台阶的外周;
调整螺钉7为前端带有一定角度的紧固螺钉。前端角度与调整堵6斜面配合;
刀头2为标准机夹镗孔刀杆改制,将标准刀杆截断后加工成偏心台阶状。
刀片1为标准数控机夹刀片。
紧固螺钉9为标准件。
密封圈8为圆环形垫片状。
本发明的刀杆组装方法,
将调整堵6以小圆柱在前方的方向放入刀杆前端内孔中,将两侧带有弹性胶圈3的阻尼体4放入刀杆5前端内孔中,一侧弹性胶圈3与调整堵6平面接触,将密封圈8套在刀头2的偏心柱上,将刀头2安装在刀杆5前端内孔中,用力推动刀头2,使刀头2与刀杆5前端紧密贴合,同时旋紧紧固螺钉9将刀头2固定在刀杆5前端,最后安装上调整螺钉7,通过调整调整螺钉7,可以调整阻尼体4在刀杆5内部的状态,完全固定或者太过松动,减振效果都不理想。
阻尼体尽可能选用高密度物质,密度大于17克/立方米。
阻尼体选择钨合金材料。
使用方法
将组装好的刀杆一端安装在数控车床刀台上,安装好标准刀片就可以正常使用了。旋入调整螺钉7,前端的斜面与调整堵6小圆柱的斜面相挤压,推动调整堵6移动,调整堵6的移动推动阻尼体4移动,当移动到与刀头2接触后,被固定住无法移动。反之,当旋出调整螺钉7,阻尼体4则有较大活动空间。通过加工面的振纹情况及加工过程中的噪音情况来判断减振效果,通过调整阻尼体4在刀杆5内的活动空间来调整刀具的减振效果,从而消除加工过程中的振动。
通过调整阻尼体4在刀杆5内的活动空间来调整刀具以减小加工噪音,达到减震效果。
本发明的原理是:
加工出现振动的最重要因素就是刀杆的变形,刀杆的变形量和切削力及刀杆自身的刚度有关,刀杆可视为圆形截面的悬臂梁,变形量与切削力及悬长成正比例关系,和刀杆直径成反比。设计时,要考虑刀杆的抗弯强度来减少加工过程中的产生的变形,但设计时刀杆的直径及长度往往受加工工件特点限制,因此在直径尽可能大、长度尽可能短的情况下,就要靠改变刀杆的结构、增加减振系统来降低整个刀杆的变形量。
减振刀具,带有阻尼减振系统,包括刀杆、阻尼体、刀头、微调结构,刀杆前端加工成空腔,在内部放一个阻尼体,通过弹性元件支撑固定在刀杆的内腔,阻尼体的位置尽可能的靠近刀杆前端,阻尼体尽可能选用高密度物质,这样才能在有限的空间内,实现最大化的阻尼效果。阻尼体与刀杆内腔的状态可通过调整堵进行微调,由于不同的切削参数产生的振动不同,可以通过适当调整阻尼体在刀杆内腔中的状态来调整减振效果。在加工过程中,刀具产生的振动在刀杆前端第一时间被阻尼体抵消,不会沿着刀杆向后传递,从而减少了整个刀具的振动变形。
设计时尽可能将刀杆直径做到最大,刀杆长度做到最短,能够满足加工毛坯特点即可,以尽可能提高刀杆自身刚度,增大抗弯强度;选择合适的刀体材料、热处理性能,降低材料成本;选用简单减振结构,以降低制造成本;选用标准机夹刀片,方便换刀,以提高生产效率。
具备的减振效果,振动现象明显减轻且集中在刀杆前端,加工尺寸稳定,表面粗糙度提高,刀具损耗正常,换刀方便,切削过程中噪音明显降低。
阻尼体必须选用高密度材料,弹性胶圈要选用弹性适中的材料,这样才能有效起到阻尼减振效果。
Claims (9)
1.折弯减振刀杆,其特征在于,包括刀片(1),刀头(2),弹性胶圈(3),阻尼体(4),刀杆(5),调整堵(6),调整螺钉(7),密封圈(8),紧固螺钉(9);
刀杆(5)前部为弯曲部分具有整体内孔,前部壁上有对称的顶丝孔,顶丝孔用于穿过紧固螺钉(9)固定刀头(2);
刀杆(5)前部后段带有调整螺钉孔,用于安装调整螺钉(7);
阻尼体(4)为两侧有对称台阶的阶梯圆柱;阻尼体(4)位于刀杆前端弯曲部分具有整体内孔内;
调整堵(6)阶梯圆柱,前端为圆形平面状,后部小圆柱,小圆柱为端具有带有一定角度的斜面,斜面与调整螺钉(7)前端接触配合;
弹性胶圈(3)为圆环状,为两个,分别位于阻尼体(4)的前后台阶的外周;
调整螺钉(7)为前端带有一定角度的紧固螺钉;前端角度与调整堵(6)斜面配合。
2.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,刀杆(5)为带有一定角度的弯杆,前部为弯曲部分。
3.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,刀头(2)为标准机夹镗孔刀杆改制,将标准刀杆截断后加工成偏心台阶状。
4.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,刀片(1)为标准数控机夹刀片。
5.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,紧固螺钉(9)为标准件。
6.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,密封圈(8)为圆环形垫片状。
7.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,通过调整调整螺钉(7),调整阻尼体(4)在刀杆(5)内部的状态。
8.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,阻尼体的密度大于17克/立方米。
9.根据权利要求1所述的折弯减振刀杆,其特征在于,阻尼体选择钨合金材料。
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