RU2127180C1 - Настраиваемое демпфирующее устройство и способ его использования - Google Patents
Настраиваемое демпфирующее устройство и способ его использования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127180C1 RU2127180C1 RU97121501A RU97121501A RU2127180C1 RU 2127180 C1 RU2127180 C1 RU 2127180C1 RU 97121501 A RU97121501 A RU 97121501A RU 97121501 A RU97121501 A RU 97121501A RU 2127180 C1 RU2127180 C1 RU 2127180C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- damping
- tuning
- cutting tool
- user interface
- microprocessor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
- B23Q17/0971—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine
- B23Q17/0976—Detection or control of chatter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/02—Boring bars
- B23B29/022—Boring bars with vibration reducing means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
- B23Q11/0035—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine by adding or adjusting a mass, e.g. counterweights
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/12—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/1005—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
- F16F7/108—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/006—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium characterised by the nature of the damping medium, e.g. biodegradable
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/21—Cutting by use of rotating axially moving tool with signal, indicator, illuminator or optical means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/76—Tool-carrier with vibration-damping means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/304312—Milling with means to dampen vibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
Технический результат - повышение качества демпфирования. Описано настраиваемое демпфирующее устройство, используемое для уменьшения колебаний, возникающих при резке и механической обработке металла. Настраиваемое демпфирующее устройство может располагаться на расточной оправке, концевой фрезе, модульной секции инструмента или шпинделе/держателе инструмента станка для резки металла. Настраиваемое демпфирующее устройство включает демпфирующую массу, опоры из эластомера и средство для блокирования массы так, чтобы определить параметры настройки. Настроечный узел состоит из датчиков и микропроцессора, способного распознавать наиболее динамически гибкий режим колебаний. Настроечный узел также способен благодаря обработке сигналов и управляемым микропроцессором алгоритмам направлять действия оператора при выполнении необходимых настроечных регулировок настраиваемого демпфирующего устройства. 2 с. и 16 з.п.ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к демпфирующему устройству для подавления колебаний, создаваемых в процессах механической обработки и, более конкретно, к демпфирующему устройству для подавления свободных колебаний и процессов неустойчивости, связанных с использованием различных сверлящих и режущих инструментов, применяемых в области механической обработки .
В настоящее время, в области механической обработки существует множество типов демпфирующих устройств для подавления колебаний, возникающих при резке металла. Металлорежущие инструменты и устройства для механической обработки в ходе работы, как правило, производят вредные вибрации. Эти вибрации могут быть классифицированы на два типа: (1) самовозбуждающиеся колебания, известные как "вибрация"; и (2) свободные колебания режущего инструмента, возникающие из-за прерывающейся режущей силы, воздействующей на режущий инструмент, как происходит в случае прерывающейся резки. Оба типа вибрации, в целом, ведут к нежелательным характеристикам резки, таким как недостаточная окончательная обработка поверхностей и выход за пределы допустимых отклонений при окончательной обработке заготовок. Кроме того, режущие инструменты и механизмы могут повреждаться нежелательными вибрациями.
Устройство для механической обработки, в целом, является динамическим устройством, в котором при работе возникают различные типы колебаний. Эти различные типы колебаний могут классифицироваться по их динамической жесткости. Динамическая жесткость устройства для механической обработки является мерой сопротивляемости деформации устройства для механической обработки и объемом демпфирования при этом конкретном типе деформации. В области механической обработки, наиболее динамически гибкий режим колебаний будет определять характеристики устройства для механической обработки.
В ситуациях, допускающих колебания, динамическая жесткость наиболее гибкого режима колебаний определяет предел устойчивости для всего устройства. В допускающем колебания устройстве, пределом устойчивости является наибольшая глубина резки, которая может быть достигнута без потери устойчивости и начала его вибрации. Однако, в ситуации со свободными колебаниями наиболее динамически гибкий режим колебаний способствует большей части неконтролируемого смещения положения режущего инструмента. Это неконтролируемое смещение является доминирующим при образовании неровностей поверхности, возникающих в ситуациях со свободными колебаниями.
Некоторые конфигурации устройств для механической обработки обычно проявляют доминирующий режим колебаний. Этот доминирующий режим колебаний значительно более гибок, чем другие режимы колебаний, связанные с конкретным устройством. Это распространено в случаях с длинными нависающими инструментами (инструментами с высоким значением соотношения длины и диаметра), такими как расточные скалки, длинные концевые фрезы, модульные инструменты и удлинители инструментов. Кроме того, эти инструменты часто используются в ситуациях, которые допускают проблемы с вибрациями, возникающими при прерываемом сверлении, таком, которое применяется при сверлении цилиндров двухтактных двигателей внутреннего сгорания. В таких случаях общие характеристики устройства для механической обработки могут в значительной степени улучшаться увеличением динамической жесткости доминирующего режима колебаний.
В соответствии с предшествующим уровнем техники, существует несколько технических приемов для увеличения динамической жесткости устройства для механической обработки. Соотношение размеров нависающего инструмента может быть уменьшено. То есть, может быть уменьшено соотношение длины и диаметра, но этот выбор не всегда возможен из-за требуемой геометрии резки. Корпус инструмента может изготовляться из более прочного материала, такого как карбид вольфрама или другого тяжелого металла. Кроме того, в устройство может быть включен поглотитель динамических колебаний, в сочетании с упомянутыми выше мерами или без них.
Полное описание поглотителей динамических колебаний можно обнаружить в главе 6 руководства, озаглавленного "Справочник по ударам и колебаниям" авторов Цайрил М. Нэррис и Чарльз Е.Кред ("Shock And Vibration Handbook", Cyril M. Harris and Charles E. Crede), опубликованного компанией Мак Грейв - Хилл Бук Компани (McGraw - Hill Book Company) в 1961 г. и включенного сюда в качестве ссылки. Поглотитель динамических колебаний может настраиваться так, чтобы колебаться с необходимой частотой, как описано в Патентах США NN 3838936 и 4553884. Кроме того, поглотитель динамических колебаний может быть так сконструирован и настроен, чтобы уменьшать минимальную динамическую жесткость, с которой будет работать устройство для механической обработки, для устранения вибрации, как описано в Патенте США N 3643546.
Однако, демпфирующие устройства предшествующего уровня техники все еще имеют много недостатков, ограничивающих возможности механической обработки. Существующие поглотители динамических колебаний (демпфирующие средства), которые применяются в настоящее время в промышленности, дают преимущество только в устройствах с возникновением вынужденных колебаний при определенной частоте возбуждения и, таким образом, не могут эффективно уменьшать свободные колебания или вибрацию. Может быть показано, что оптимальная настройка демпфирующего средства различна для каждого отдельного случая вибрации.
Для оптимального подавления свободных колебаний при прерывающейся резке, демпфирующее средство должно настраиваться для сведения к минимуму абсолютного значения преобразующей функции "смещения в сравнении с силой" для наиболее динамически гибкого режима колебаний устройства для механической обработки. Обеспечивая максимальное сопротивление вибрации, средство для демпфирования колебаний должно быть настроено для сведения к минимуму высоты максимального отрицательного значения "действительной" части преобразующей функции "смещения в сравнении с силой", которая связана с наиболее динамически гибким режимом колебаний. "Действительной" частью названо смещение, которое находится в фазе с силой.
Кроме того, необходимо обеспечить, чтобы устройство для механической обработки и включенное в него демпфирующее средство формировали прочную единую динамически зависимую систему. Другими словами, включение демпфирующего устройства в устройство для механической обработки оказывает сильное влияние на динамические характеристики всего устройства. Влияние происходит не только из-за факта добавления демпфирующего средства в устройство для механической обработки, но также вследствие значительной массы самого демпфирующего средства относительно эффективной модальной массы устройства для механической обработки (демпфирующее средство, однако, должно иметь относительно большую массу для образования достаточного демпфирующего воздействия на устройство для механической обработки). Таким образом, устройство для механической обработки и демпфирующее средство не могут регулироваться независимо друг от друга. Другими словами, демпфирующее средство не может настраиваться отдельно от устройства для механической обработки и после этого включаться в него. Простое включение демпфирующего средства в устройство для механической обработки будет влиять на частоту типов вибрации, которые должны подавляться, и, таким образом, приведет к неоптимальной настройке демпфирующего средства.
Кроме того, любая модификация устройства будет сильно влиять на оптимальную настройку демпфирующего средства, например: установка демпфированного инструмента на другом станке; изменение длины инструмента; изменение конфигурации демпфированного инструмента в модульном режущем устройстве; или размещение динамически демпфирующего средства в другом месте устройства для механической обработки. По существу, конкретная комплектация устройства для механической обработки, в которую введено демпфирующее средство, образует уникальную конфигурацию, которая настраивается оптимальным образом. Настроенное демпфирующее средство, таким образом, лишь оптимизируется для этой уникальной конфигурации.
Дополнительно, поскольку устройство для механической обработки и дополняющее его демпфирующее средство в высокой степени зависимы друг от друга, и демпфирующее средство будет требовать периодической перенастройки, демпфирующее средство должно настраиваться, будучи уже установленным на свое место в устройстве для механической обработки. Поскольку не весь персонал, ответственный за управление механической обработкой, может быть знаком со структурной динамической настройкой, существует необходимость в демпфирующем средстве, которое можно было бы легко настраивать на месте в устройстве для механической обработки, с использованием лишь простых инструкций и с неглубоким предварительным знанием (или без него) способов структурного динамического тестирования и настройки.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание усовершенствований, которые позволяют преодолевать указанные выше недостатки демпфирующих устройств предшествовавшего уровня техники, и которые являются существенным вкладом в прогресс в области механической обработки.
Другой целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, имеющего настраиваемый демпфирующий узел и настроечный узел, который автоматически идентифицирует наиболее динамически гибкий режим колебаний устройства для механической обработки, имеющего дополняющее его демпфирующее устройство в сборе, и после этого в ходе процесса обработки управляет настройкой так, чтобы увеличивать динамическую жесткость наиболее динамически гибкого режима колебаний.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, настройка и работа которого требуют неглубокого знания (или не требуют знания) способов структурного динамического тестирования и настройки.
Другой целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, в котором реальная настройка управляется электронным способом, и пользователь инструктируется как установить демпфирующее устройство таким образом, чтобы оно оптимально настраивалось либо в одном либо в обоих следующих случаях: (1) случай минимальной реакции, вызванной свободными колебаниями, и (2) случай максимальной стабильности и устойчивости к вибрации.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, способного настраиваться и процедуры настройки, которые нечувствительны к местоположению настраиваемого демпфирующего узла, эффективной модальной массе демпфирующего узла и эффектам, вызываемым изменениями конфигурации устройства для механической обработки. Демпфирующий узел, таким образом, может располагаться в любом удобном месте внутри инструмента, удлинителя инструмента или конуса инструмента, в то же время допуская достаточное движение инструмента в режиме колебаний для обеспечения эффективной работы регулируемого демпфирующего узла. Также обеспечивается возможность изменения конфигурации инструмента, как в случае с модульными инструментами, без необходимости изменения процедуры настройки.
Другой целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, которое может удобно использоваться в составе производственного оборудования и, таким образом, обеспечивает осуществление настройки настраиваемого демпфирующего узла на месте оператором станка или другим персоналом.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание настраиваемого демпфирующего устройства, которое может использоваться внутри или на неподвижном или вращающемся инструменте, таком как расточные оправки, концевые фрезы, модульные инструменты, удлинители инструментов, шпиндели, держатели инструментов или неподвижные конструкции станков.
Эти цели должны рассматриваться лишь как иллюстративные для некоторых из наиболее заметных признаков и вариантов воплощения изобретения. Многие другие выгодные результаты могут быть получены с применением описанного изобретения различными способами или с внесением в изобретение модификаций, лежащих в рамках описания. Соответственно, другие цели изобретения и более исчерпывающее его понимание следуют из краткого описания изобретения и подробного описания предпочтительного варианта выполнения изобретения в дополнение к рамкам изобретения, ограниченным формулой изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Изобретение описано в прилагаемой формуле изобретения с использованием конкретного варианта выполнения изобретения, показанного на прилагаемых чертежах. Изобретение содержит настраиваемый демпфирующий узел, пригодный для установки в металлорежущем инструменте, таком как расточная скалка, концевая фреза, модульный инструмент или удлинитель инструмента, и связанный с ним настроечный узел, имеющий предписанную процедуру настройки. Настроечный узел используется для управления настройкой настраиваемого демпфирующего узла путем увеличения или уменьшения общей динамической жесткости устройства для механической обработки в его наиболее гибком режиме колебаний.
Настраиваемый демпфирующий узел настроен так, что его демпфирующая масса может прикрепляться, с возможностью отсоединения, к устройству для механической обработки. Собственная частота колебаний самого отдельного настраиваемого демпфирующего узла может быть увеличена до частоты, которая гораздо больше частоты колебаний наиболее динамически гибкого режима колебаний устройства для механической обработки. Настраиваемый демпфирующий узел может блокироваться, таким образом, переводясь в нерабочее состояние для обеспечения определения наиболее динамически гибкого режима колебаний устройства для механической обработки. Наиболее гибкий режим колебаний должен быть определен в первую очередь, для обеспечения правильной настройки настраиваемого демпфирующего узла.
Настроечный узел также используется при определении наиболее гибкого режима колебаний, и после этого он управляет настройкой настраиваемого демпфирующего узла. Настроечный узел состоит из датчиков колебаний, микропроцессора для сбора данных, отслеженных датчиками колебаний, и последующей обработки этих данных для получения информации, требуемой для правильного управления процедурой настройки.
Настраиваемый демпфирующий узел содержит демпфирующую массу (предпочтительно, изготовленную из материала с высокой плотностью, такого как вольфрам или другие тяжелые металлы), удерживаемую в устройстве опорами из эластомера. При установке внутри инструмента, такого как расточная оправка или концевая фреза, демпфирующая масса может иметь удобную цилиндрическую конфигурацию с опорами из эластомера на каждом ее конце. С цилиндрической демпфирующей массой могут использоваться кольцевые опоры из эластомера, и применяются, в целом, легко заменяемые обычные кольца. При использовании в не вращающемся устройстве, демпфирующая масса и опоры из эластомера могут иметь любую удобную конфигурацию.
В процессе настройки настраиваемого демпфирующего узла, опоры из эластомера взаимодействуют с ним так, что изменяется жесткость настраиваемого демпфирующего узла. Жесткость настраиваемого демпфирующего узла достигается при сжатии опор из эластомера. Кроме того, демпфирующая масса может блокироваться на месте, в результате чего она фиксируется относительно устройства. Это осуществляется либо жестким прижиманием массы к базовому устройству, либо достаточным увеличением жесткости опор из эластомера так, чтобы обеспечить, по существу, жесткое соединение.
Важным признаком настоящего изобретения является то, что настраиваемое демпфирующее устройство включает настраиваемый узел демпфирующий узел и настроечный узел, который может автоматически идентифицировать наиболее динамически гибкий режим колебаний устройства для механической обработки и затем в технологическом процессе управлять его настройкой так, чтобы увеличивать минимальную динамическую жесткость наиболее динамически гибкого режима для уменьшения колебаний режущей головки.
Другим важным признаком настоящего изобретения является то, что настройка настраиваемого демпфирующего узла управляется электронным способом, и оператор инструктируется как отрегулировать демпфирующий узел, чтобы он был оптимально настроен в одном или в обоих из следующих случаев: (1) случай минимальной реакции на свободные колебания, и (2) случай максимальной устойчивости и сопротивления вибрации.
Другим важным признаком настоящего изобретения является то, что настраиваемый демпфирующий узел имеет способность настройки и процедуру настройки, которые нечувствительны к его расположению на режущем инструменте, эффективной модальной массе демпфирующего узла и эффектам, вызванным изменением конфигурации устройства для механической обработки. Настраиваемый демпфирующий узел, таким образом, может располагаться в любом удобном месте внутри инструмента, удлинителя инструмента или конуса инструмента, в то же время допуская достаточное движение инструмента в режиме колебаний, обеспечивая эффективную работу. Возможность изменения конфигурации инструмента, как в случае с модульными инструментами, без необходимости изменения процедуры настройки, является важным признаком, который представлен настоящим изобретением.
Предшествующее описание обозначило довольно широко наиболее относящиеся к делу и наиболее важные признаки настоящего изобретения. Подробное описание изобретения, которое следует далее, предлагается таким образом, что предлагаемый вклад в усовершенствование предшествующего уровня техники был оценен полнее. Дополнительные признаки изобретения будут описаны далее. Они формируют предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что замысел изобретения и его конкретное выполнение могут легко использоваться в качестве основы для модификаций или разработок других способов и конструкций для выполнения задач настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что такие эквивалентные, способы и конструкции не должны отходить от сущности и рамок изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения.
Для более сжатого понимания природы и целей изобретения, должны быть сделаны ссылки на следующее описание, взятое в сочетании с сопутствующими чертежами, на которых:
на фиг. 1 изображен вид частичного сечения настраиваемого демпфирующего узла, используемого в модульной режущей головке, демпферной массы и других различных компонентов, формирующих демпфирующий узел, показанных в соотношении друг к другу;
фиг. 2 - вид частичного сечения настраиваемого демпфирующего узла, используемого в концевой фрезе, причем демпфирующая масса, и другие различные компоненты, формирующие демпфирующий узел, показаны в соотношении друг к другу;
фиг. 3 - системная схема, показывающая конструкцию устройства, режущий инструмент, имеющий в себе демпфирующий узел, датчик колебаний, силовой ударный молоточек и настроечный узел в их настроечной конфигурации;
фиг. 4 - технологическая схема, иллюстрирующая этапы, выполняемые в ходе процедуры настройки, управляемой настроечным узлом;
фиг. 5А представляет графическое изображение функции передачи величины, измеренной в режиме свободных колебаний для типичного устройства, не имеющего настраиваемого демпфирующего узла;
фиг. 5В и 5С представляют графическое изображение функции, измеренной для такого же устройства, относящегося к фиг. 5А, после введения в него оптимально настроенного настраиваемого демпфирующего узла;
фиг. 6А представляет графическое изображение действительной преобразующей функции типичного устройства, измеренного в режиме самовозбуждения (режим вибрации), когда, в него не включен какой - либо настраиваемый демпфирующий узел;
фиг. 6В и 6С представляют графические изображения функций, измеренных для такого же устройства, относящегося к фиг. 6А, после введения в него оптимально настроенного настраиваемого демпфирующего узла.
на фиг. 1 изображен вид частичного сечения настраиваемого демпфирующего узла, используемого в модульной режущей головке, демпферной массы и других различных компонентов, формирующих демпфирующий узел, показанных в соотношении друг к другу;
фиг. 2 - вид частичного сечения настраиваемого демпфирующего узла, используемого в концевой фрезе, причем демпфирующая масса, и другие различные компоненты, формирующие демпфирующий узел, показаны в соотношении друг к другу;
фиг. 3 - системная схема, показывающая конструкцию устройства, режущий инструмент, имеющий в себе демпфирующий узел, датчик колебаний, силовой ударный молоточек и настроечный узел в их настроечной конфигурации;
фиг. 4 - технологическая схема, иллюстрирующая этапы, выполняемые в ходе процедуры настройки, управляемой настроечным узлом;
фиг. 5А представляет графическое изображение функции передачи величины, измеренной в режиме свободных колебаний для типичного устройства, не имеющего настраиваемого демпфирующего узла;
фиг. 5В и 5С представляют графическое изображение функции, измеренной для такого же устройства, относящегося к фиг. 5А, после введения в него оптимально настроенного настраиваемого демпфирующего узла;
фиг. 6А представляет графическое изображение действительной преобразующей функции типичного устройства, измеренного в режиме самовозбуждения (режим вибрации), когда, в него не включен какой - либо настраиваемый демпфирующий узел;
фиг. 6В и 6С представляют графические изображения функций, измеренных для такого же устройства, относящегося к фиг. 6А, после введения в него оптимально настроенного настраиваемого демпфирующего узла.
На различных чертежах одинаковыми цифрами обозначены одинаковые детали.
На фиг. 1 показан вид с частичным сечением настраиваемого демпфирующего узла 1, соответствующего настоящему изобретению и применяемого в модульной режущей головке 2. Модульная режущая головка 2 включает первую часть 3, имеющую открытый конец 3a с внутренней резьбой и второй конец 3b. Установочный стержень 4 отступает от центра второго конца 3b первой части 3 наружу и составляет с ним единое целое. Установочный стержень 4 имеет наружную резьбу 4a для соединения привинчиванием с устройством, представляющим основу модульного резца.
Вторая часть 5 имеет один конец 5a и открытый конец 5b с наружной резьбой, прикрепленной к первой части 3. Вторая часть 5 прикреплена при помощи резьбы на открытом конце 5b к открытому концу 3a первой части 3, имеющему внутреннюю резьбу.
Центральная выемка 6, имеющая вогнутый закрытый конец 6a, расположена внутри второй части 5. Первая часть 3, будучи соединенной со второй частью, закрывает центральную выемку 6. Кроме того, вторая часть 5 имеет держатель 7 резца, соединенный с ее одним концом 5a, который удерживает режущую вставку 8.
Настраиваемый демпфирующий узел 1 включает демпфирующую массу 9, имеющую первый и второй конические концы 9 и 9b соответственно. Демпфирующая масса 9, предпочтительно, изготовлена из плотного тяжелого металлического материала, такого как вольфрам или ему подобного и имеет, в целом, цилиндрическую конфигурацию. Демпфирующая масса 9, в целом, имеет соотношение демпфирующей массы к эффективной модальной массе устройства в пределах от 10 до 60%. Демпфирующая масса 9 поддерживается на первом и втором конических концах 9a и 9b соответствующими первой и второй опорами 10a и 10b из эластомера внутри центральной выемки 6. Первая и вторая опоры 10 и 10b из эластомера, предпочтительно, имеют форму широко доступных колец. В частности, предпочтительно, чтобы эти кольца были выполнены из полимера, обладающего высокими демпфирующими свойствами, такого как резина SBR или Viton®. Первая и вторая опоры 10a и 10b из эластомера имеют наружный диаметр, который немного меньше внутреннего диаметра центральной выемки 6 для облегчения помещения опор в выемку.
Скользящий захват 11, имеющий вогнутую захватывающую поверхность 11a и плоскую заднюю сторону 11b, также содержится внутри центральной выемки 6. Первая опора 10a из эластомера удерживается между первым коническим концом 9a демпфирующей массы 9 и вогнутой захватывающей поверхностью 11a скользящего захвата 11. Вторая опора 10b из эластомера удерживается между вогнутым закрытым концом 6a центральной выемки 6 и вторым коническим концом 9b демпфирующей массы 9. Вогнутая захватывающая поверхность 11а скользящего захвата 11 и вогнутый закрытый конец 6a центральной выемки 6 имеют внутренние углы, которые больше углов первого и второго конических концов 9a и 9b демпфирующей массы 9. Скользящий захват 11 влияет на настройку настраиваемого демпфирующего узла 1 за счет увеличения или уменьшения давления, воздействующего на первую и вторую опоры 10a и 10b из эластомера, что приводит к увеличению жесткости или к ослаблению удерживания демпфирующей массы 9, расположенной между ними.
Эта конкретная конфигурация обеспечивает радиальное сжатие первого и второго оснований 10a и 10b из эластомера за счет движения скользящего захвата 11 вдоль продольной оси демпфирующей массы 9. Эта конфигурация также обеспечивает автоматическое самоцентрирующее действие, таким образом, удерживая демпфирующую массу 9 в центре центральной выемки 6.
Дополнительно, вогнутая удерживающая поверхность 11a скользящего захвата 11 и вогнутого закрытого конца 6a центральной выемки 6 имеет первую и вторую стопорные части 12a и 12b, отступающие в центре наружу от них соответственно. Эти стопорные части 12a и 12b имеют такие размеры, что демпфирующая масса 9 жестко зажимается и эффективно блокируется относительно базового устройства, когда настраиваемый демпфирующий узел 1 очень плотно настроен в узле, где первая и вторая опоры 10a и 10b из эластомера сильно сжаты.
Если требуется дополнительное демпфирование, центральная выемка 6 может частично заполняться демпфирующей жидкостью, которая обладает термически устойчивыми свойствами и имеет высокую вязкость. Демпфирующая жидкость будет обеспечивать некоторое дополнительное демпфирование, которое может требоваться в дополнение к демпфированию, создаваемому первой и второй опорами 10a и 10b из эластомера. Частичное заполнение центральной выемки 6 служит для уменьшения объема центральной выемки 6, как было бы в случае, когда первая и вторая опоры 10а и 10b из эластомера были бы сжаты.
Настройка настраиваемого демпфирующего узла 1 вызывается движением скользящего захвата 11 вдоль продольной оси демпфирующей массы 9. Это скользящее движение осуществляется при помощи настроечного винта 13, который входит в резьбовое соединение с боковым сверлением 13а в первой части 3. Настроечный винт 13, установленный вращением по часовой стрелке или против часовой стрелки, прилагает силу к настроечному копиру 14, который помещен с возможностью скольжения в боковое сверление 13а. Настроечный копир 14, в целом, имеет цилиндрическую конфигурацию и имеет клиновидную часть 14а. Этот настроечный копир 14, в свою очередь, прикладывает силу к нажимному шарику 15, который, в результате, движется в центральном отверстии 15а, расположенном в открытом конце 3а с внутренней резьбой первой части 3. Нажимной шарик 15 находится в постоянном контакте с частью 14а копира, таким образом, двигаясь во взаимодействии с ним. Нажимной шарик 15 одновременно находится в контакте с плоской задней стороной 11b скользящего захвата 11. Таким образом, скользящий захват 11, в результате, движется вдоль продольной оси демпфирующей массы 9, реагируя на установку настроечного винта 13.
Теперь, со ссылками на фиг. 2, будет показан альтернативный вариант выполнения настраиваемого демпфирующего узла 1, используемого в концевой фрезе 16. Концевая фреза 16 включает хвостовую часть 16а, имеющую один конец 16b. Концевая фреза 16, преимущественно, изготовлена из жесткого металлического материала, такого как карбид вольфрама или ему подобного. Часть 16с с уменьшенным диаметром составляет единое целое с одним концом 16b хвостовой части 16a и отступает от него. Часть 16с с уменьшенным диаметром включает вогнутую часть 16d, против которой расположена хвостовая часть 16а. Цилиндрическая полая часть 17, имеющая внутренний диаметр, который немного больше, чем диаметр части 16с с уменьшенным диаметром, установлена на нее с тугой посадкой. При необходимости, может добавляться клейкая структура из эпоксидной смолы. Цилиндрическая полая часть 17 включает открытый конец 17а с внутренней резьбой. Цилиндрическая полая часть 17 в комбинации с вогнутым концом 16d части с уменьшенным диаметром 16с ограничивает выемку 18 демпфера.
Ограниченная выемка 18 демпфера содержит демпфирующую массу 19, предпочтительно, изготовленную из плотного тяжелого металлического материала, такого как вольфрам или ему подобного. Демпфирующая масса 19, в целом, имеет цилиндрическую конфигурацию и имеет первый и второй концы 20а и 20b соответственно. Демпфирующая масса 19 удерживается в выемке 18 демпфера первой и второй опорами 21a и 21b из эластомера у первого и второго конических концов 20a и 20b соответственно. Первая опора 21a из эластомера помещена между первым коническим концом 20a демпфирующей массы 19 и вогнутым концом 16d части 16с с уменьшенным диаметром. Скользящий зажим 22, имеющий вогнутую захватывающую поверхность 22а и плоскую заднюю поверхность 22b, прижимает вторую опору 21b из эластомера к второму коническому концу 20b демпфирующей массы 19. Вогнутая захватывающая поверхность 22а скользящего захвата 22 удерживается в контакте со второй опорой 21b из эластомера. Первая и вторая опоры 21a и 21b из эластомера, предпочтительно, имеют форму широко доступных колец, изготовленных из полимера с высокими демпфирующими свойствами, такого как резина SBR или Viton®. Подобно первому варианту выполнения изобретения, эта конфигурация также обеспечивает радиальное сжатие первой и второй опор 21а и 21b движением скользящего захвата 22 концевой фрезы вдоль продольной оси демпфирующей массы 19. Кроме того, эта конфигурация также обеспечивает автоматическое самоцентрирующее действие, которое удерживает демпфирующую массу 19 в центре выемки 18 демпфера.
Скользящий захват 22 расположен внутри выемки 18 демпфера и используется для приведения в действие настройки настраиваемого демпфирующего узла 1. В этом варианте выполнения концевой фрезы 16 скользящий захват 22 закрепляется на месте зажимающим средством после настройки. Это зажимающее средство, наиболее предпочтительно, обеспечивается зажимным винтом 23, который ввинчивается сквозь цилиндрическую полую часть 17, примыкающую к скользящему захвату 22. Зажимной винт 23 контактирует со скользящим захватом 22 и зажимается, закрепляя скользящий захват 22 внутри выемки 18 демпфера, таким образом, предотвращая движение скользящего захвата 22.
В качестве средства для блокирования демпфирующей массы 19 относительно базового устройства и, таким образом, выведения из действия настраиваемого демпфирующего узла 1 так, чтобы определить наиболее динамически гибкий режим колебаний, вогнутая захватывающая поверхность 22а скользящего захвата 22 и вогнутый конец 16d части 16с с уменьшенным диаметром, имеют соответствующие первую и вторую стопорные части 24 и 25, которые сжимают демпфирующую массу при очень тугой настройке.
Первая и вторая стопорные части 24 и 25 отступают в центре наружу от вогнутого конца 16d части 16с с уменьшенным диаметром и от вогнутой захватывающей поверхности 22а скользящего захвата 22 соответственно. Эти первая и вторая стопорные части 24 и 25 имеют такие размеры, что при очень тугой настройке настраиваемого демпфирующего узла 1, демпфирующая масса 19 эффективно и жестко прижимается к базовому устройству.
Если требуется дополнительное демпфирование, выемка 18 демпфера может частично заполняться демпфирующей жидкостью, которая обладает термически стойкими свойствами и имеет высокую вязкость. Демпфирующая жидкость будет обеспечивать некоторое дополнительное демпфирование, которое может быть необходимым для дополнения демпфирования, создаваемого первой и второй опорами 21а и 21b из эластомера. Частичное заполнение выемки 18 демпфера служит для уменьшения объема выемки 18 демпфера, как было бы в случае, когда первая и вторая опоры 21а и 21b сжаты.
Настройка настраиваемого демпфирующего узла 1 производится движением скользящего захвата 22 вдоль продольной оси демпфирующей массы 19. Это движение производится настроечным винтом 26, который ввинчивается по оси сквозь съемное настроечное приспособление 27. Настроечное приспособление 27 соединяется ввинчиванием с имеющим внутреннюю резьбу открытым концом 17а цилиндрической полой части 17, таким образом выравнивая настроечный винт 26 относительно скользящего захвата 22. Настроечный винт 26 движется вдоль продольной оси демпфирующей массы 19 при ее установке в ходе процедуры настройки. Настроечный винт 26 удерживается в контакте с плоской задней поверхностью 22b скользящего захвата 22, пока зажимной винт не будет затянут, таким образом закрепляя скользящий захват 22 в настроенном положении, после чего настроечное приспособление 27 удаляется. Настроечное приспособление 27 заменяется режущей головкой для выполнения различных операций резки. Наиболее предпочтительно, чтобы настроечное приспособление имело такие размеры, чтобы его масса была очень близкой к массе режущей головки, чтобы имитировать наличие режущей головки в процессе настройки.
На фиг. 3 изображена системная схема, показывающая станок 28, режущий инструмент 29, имеющий режущий конец 30а, датчик колебаний 30, силовой ударный молоточек 31, настроечный узел 33 и различные кабели 32 в конфигурации, предназначенной для настройки. Режущий инструмент 29, который содержит настраиваемый демпфирующий узел 1, установлен на станке 28. Далее датчик колебаний 30 прикрепляется к режущему инструменту 29 вблизи режущего конца 30a так, чтобы отслеживать колебательное движение режущего инструмента 29. Этот датчик колебаний может быть выполнен в форме многих общеизвестных датчиков, таких как силовой молоточек на пьезокристаллической основе, зонд смещения емкости, зонд смещения индуктивности / вихревых токов, зонд оптической отражающей способности или акселерометр. Наиболее предпочтительно, однако, использование акселерометра.
Датчик колебаний 30 может прикрепляться к режущему инструменту 29 при помощи винтов, клея или магнитных средств. В альтернативном варианте, датчик колебаний 30 может быть постоянно заделанным в режущий инструмент 29 и может снабжаться съемными электрическими соединениями для кабелей 32. Силовой ударный молоточек 31 используется для подачи входящей силы в устройство путем удара им по режущему инструменту 29. Датчик колебаний 30 и силовой ударный молоточек 31 соединены с настроечным узлом 33 кабелями 32 и могут снабжаться усилителями сигналов или другими соответствующими средствами обработки сигналов.
Настроечный узел 33 включает аналого-цифровой преобразователь 34 (A/C), преобразующий любые отслеженные сигналы из их аналоговой формы в данные в цифровой форме. Манипуляции и вычисления, связанные с преобразованными цифровыми данными, выполняются микропроцессором 35. Настроечным узлом 33 может быть специально предназначенное, основанное на микропроцессоре устройство или устройство более общего назначения, такое как персональный компьютер. Настроечный узел 33 также включает интерфейс пользователя 36. Этот интерфейс пользователя 36 позволяет оператору связываться и взаимодействовать с устройством. Сообщение между оператором и устройством состоит, в целом, из входа в настроечный узел 33, предписывающий какой тип настройки должен быть выполнен, чтобы исключить свободные, колебания или вибрации, и количество измерений относительно среднего значения, которое улучшает соотношения сигнала и шумов при измерениях.
Кроме того, интерфейс пользователя 36 выдает информацию пользователю от настроечного узла 33, которая соответствует определенному доминирующему режиму колебаний (наиболее динамически гибкий режим) и должному настроечному действию, которое должно быть выполнено. Таким образом, интерфейс пользователя 36 включает средства для введения оператором данных, такие как клавиатура или чувствительный к прикосновениям экран, и средства для ретрансляции информации назад, к пользователю, такие как световая система или, предпочтительно, буквенно-цифровой дисплей.
Микропроцессор 35 способен синхронно отбирать два сигнала от датчиков и выполнять математические манипуляции с этими сигналами по типу преобразования Фурье. Микропроцессор 35 также управляет динамическим режимом идентификации для определения наиболее динамически гибкого режима колебаний для устройства с режущим инструментом 29. Эти манипуляции могут выполняться со специально предназначенным устройством, или, предпочтительно, при помощи программного обеспечения, основанного на микропроцессоре 35 более широкого предназначения.
Показанная на фиг. 4 технологическая схема иллюстрирует этапы, выполняемые в ходе процедуры настройки, управляемой показанным настроечным узлом. Технологическая схема подразделяется для ясности на несколько различных районов. Технологическая схема поделена по вертикали на три колонки: "задачи оператора", "задачи интерфейса-пользователя" и "задачи микропроцессора". К задачам оператора относятся те действия, которые должны выполняться оператором, который настраивает настраиваемый демпфирующий узел 1. Колонка с задачами интерфейса пользователя дает перечень сообщений, имеющих место между оператором, датчиками колебаний 30 и настроечным узлом 33. Колонка с задачами микропроцессора дат перечень задач, которые выполняются в микропроцессоре. Технологическая схема также подразделяется на задачи 37 доминирующего режима, в которые включены задачи, заключающиеся в определении доминирующего режима колебаний (наиболее динамически гибкий режим) устройства, и настроечные задачи 38, в которые включены задачи, связанные с настройкой настраиваемого демпфирующего узла для подавления идентифицированного доминирующего режима колебаний.
В соответствии с технологической схемой, показанной на фиг. 4 и к которой относится дальнейшее описание, может быть пояснена процедура настройки настраиваемого демпфирующего узла 1. Для описания работы устройства будет использована концевая фреза 16. Оператор устанавливает тип настройки (этап 39) для устранения либо свободных колебаний, либо вибрации, используя интерфейс пользователя 36 (этап 40). После этого оператор устанавливает количество измерений, необходимое для получения средней величины для устранения искажения (этап 41). Этап 41 может быть исключен внутренней установкой микропроцессора 35 на количество измерений, необходимых для получения средней величины, или установкой микропроцессора 35 так, чтобы вообще не выводить среднюю величину. Далее, оператор устанавливает датчик колебаний 30 вблизи режущего конца 30a режущего инструмента 29, тогда как режущий инструмент 29 установлен на станке (этап 42). Затем оператор блокирует демпфирующую массу 19 путем настройки настраиваемого демпфирующего узла 1 на его наиболее жесткую установку (этап 43). Это заблокирует демпфирующую массу 19 между первой и второй стопорными частями 24 и 25 или просто сожмет первую и вторую опоры 21а и 21b из эластомера в достаточной степени для того, чтобы довести режим колебаний настраиваемого демпфирующего узла 1 до частоты, которая значительно выше, чем частота доминирующего режима колебаний устройства.
Когда демпфирующая масса 19 таким образом блокирована, оператор прилагает возбуждающую силу к режущему инструменту 29 ударом по режущему инструменту 29 вблизи его режущего конца 30а силовым ударным молоточком 31 (этап 44). Колебания, появившиеся в режущем инструменте 29, вызванные возбуждающей силой и считанные датчиком колебаний 30, таким образом, преобразуются в соответствующие аналоговые сигналы и затем преобразуются в цифровые данные (этап 45). Цифровые данные после этого записываются микропроцессором 35 (этап 46). Предпочтительно, сигналы отбираются одновременно, и отбор пускается в ход действием силового ударного молоточка 31. Затем микропроцессор 35 тестирует записанные данные на приемлемость (этап 47).
Тестирование на приемлемость может производиться с использованием нескольких различных способов, таких как оценка временной характеристики сигнала, представляющей удар силового ударного молоточка 31 по режущему инструменту 29 так, чтобы определить, был ли это многократный удар или, более предпочтительно, исследование отслеженной колебательной реакции режущего инструмента 29 в области частоты и подтверждение того, что существует достаточное спектральное наполнение во всех интересующих диапазонах частот. Если записанные данные определены как неприемлемые, интерфейс пользователя 36 покажет оператору, что требуется повторное приложение возбуждающей силы (этап 48). Если записанные данные определены как неприемлемые, оценивается преобразующая функция колебательной силы смещения в сравнении с ударом (этап 49).
Эта преобразующая функция может выражать ускорение, скорость или смещение. Любая из этих форм может быть легко механически преобразована в другую. Оценка, наиболее предпочтительно, производится путем проведения анализа по типу преобразования Фурье силы удара, генерированной силовым ударным молоточком 31, когда он сталкивается с режущим инструментом 29, и колебательной реакции, считанной датчиком колебаний 30. После проведения анализа по типу преобразования Фурье силы удара и колебательной реакции, формируется их соотношение.
В какой бы форме ни оценивалась преобразующая функция, в действительности или в значении, она будет определяться необходимыми условиями колебаний, для которых устройство должно настраиваться, либо для свободных колебаний, либо для вибрации. Если было избрано выведение средней величины, микропроцессор 35 вычисляет среднее значение настоящей преобразующей функции в комбинации с любыми ранее вычисленными преобразующими функциями (этап 50). Количество измерений, приведенных к среднему значению, затем сравнивается с избранным количеством. Если количество приведенных к среднему значению сигналов меньше, чем номинальное количество, которое должно быть приведено к среднему значению, оператору предлагается вновь приложить возбуждающую силу и он извещается о полученном среднем количестве (этап 51). Эта процедура, повторяется до тех пор, пока не будет получено избранное количество. Затем микропроцессор 35 использует технику и алгоритмы оценки динамического режима для определения наиболее динамически гибкого режима колебаний (этап 52). Этот наиболее гибкий режим колебаний, в результате, образуется в форме преобразующей функции на базе комплексной частоты блокированного устройства.
После определения динамически наиболее гибкого режима колебаний, интерфейс пользователя 36 информирует оператора о том, что можно начинать процедуру настройки (этап 53). Процедура настройки начинается с того, что оператор освобождает демпфирующую массу 19 из блокированного положения (этап 54). После этого, оператор вновь прилагает возбуждающую силу к режущему инструменту 29 (этап 55). Затем считанные данные о колебательной реакции преобразуются в цифровую форму (этап 56 ), и цифровые данные записываются микропроцессором 35 (этап 57). Приемлемость данных определяется подобным способом, как было описано выше (этап 58).
После этого, либо оператору предлагается вновь приложить возбуждающую силу (этап 59), либо данные были определены как приемлемые, и преобразующая функция формируется в соответствии с необходимыми условиями колебаний, для которых настраивается устройство (этап 60). Затем преобразующая функция приводится к среднему значению на основе избранного количества средних значений (этап 61), и процедура повторяется до тех пор, пока не будет получено избранное количество средних значений (этап 62). 3атем микропроцессор 35 сравнивает максимальные значения преобразующей функции в районе наиболее динамически гибкого режима колебаний для определения, какое специфическое настроечное действие должно быть выполнено (этап 63).
Конкретный способ, которым сравниваются максимальные значения, диктуется условиями колебаний, для которых должно настраиваться устройство. Если максимальные значения первоначально не лежат в должных настроечных пределах, которые диктуются условиями колебаний, для которых устройство должно быть настроено, максимальные значения сравниваются одно с другим, и микропроцессор 35 соответственно управляет настройкой (этап 65). При управлении настройкой микропроцессор 35 предлагает оператору затянуть настроечный винт 26, если доминирует верхнее максимальное значение частоты (этап 66). Если доминирует нижнее максимальное значение частоты, оператору предлагается ослабить настроечный винт 26, (этап 67). Затем оператор выполняет настроечные действия в настроечном узле 33 под управлением микропроцессора 35 (этап 68). Эти регулировочные процедуры повторяются до тех пор, пока настраиваемый демпфирующий узел не будет оптимально настроен в пределах должного настроечного допуска.
При рассмотрении колебательной реакции в графическом формате, будет типичным рассматривать один режим колебаний, который значительно более гибок, чем другие (в целом, для всех тех устройств, где применение настраиваемого демпфирующего узла 1 оправдано), поскольку устройство действует как устройство с одной степенью свободы. Однако, с применяемым настраиваемым демпфирующим узлом 1, имеющим демпфирующую массу 19, находящуюся в блокированном положении, устройство будет демонстрировать реакцию устройства, колеблющегося с двумя степенями свободы. Таким образом, для случая свободных колебаний, максимальное значение абсолютной величины комплексного смещения в сравнении с функцией преобразования силы в районе режима максимальной динамической гибкости будет разделено на два пика. Когда настраиваемый узел 1 настроен оптимально, высота этих двух пиков будет равной. Кроме того, когда настраиваемый демпфирующий узел 1 настроен слабее нормы, высота нижнего максимального значения частоты будет меньше, чем высота верхнего максимального значения, и этот рисунок реверсируется, когда настраиваемый демпфирующий узел 1 настроен сверх нормы.
Для случая самовозбуждающихся колебаний (вибрации), настраиваемый демпфирующий узел 1 настроен оптимально, когда высота отрицательного максимального значения действительной части смещения в сравнении с функцией преобразования силы сведена к минимуму. Для настройки до получения этих условий положительное действительное максимальное значение в результате второго режима колебаний используется для гашения отрицательного действительного максимального значения первого режима колебаний. Это также приводит к получению двух пиков отрицательной действительной преобразующей функции в районе наиболее гибкого режима колебаний. Когда, настраиваемый демпфирующий узел 1 оптимально настроен для подавления самовозбуждающихся колебаний, эти два отрицательных пика будут иметь одинаковую высоту. Кроме того, когда настраиваемый демпфирующий узел 1 настроен слабее нормы, высота нижнего максимального значения частоты меньше, чем высота верхнего максимального значения частоты, и этот рисунок реверсируется для случая настройки сверх нормы. Отсюда, алгоритм настройки настраиваемого демпфирующего узла 1 может быть одинаковым для обоих режимов настройки, кроме того, что будут использоваться другие данные; в режиме свободных колебаний, используются данные соответствующие абсолютной величине комплексной преобразующей функции в районе наиболее динамически гибкого режима колебаний, и в самовозбуждающемся режиме (вибрация) используются данные, соответствующие отрицательной действительной части комплексной преобразующей функции для режима с наибольшим отрицательным значением.
На фиг.5А, 5В, 5С, на которые теперь будут делаться ссылки, представлены графические изображения функции преобразования величины, измеренной в режиме свободных колебаний для типичного устройства, не имеющего настраиваемого демпфирующего узла 1 и для такого же устройства, имеющего введенный в него оптимально настроенный настраиваемый демпфер. На фиг.5А изображена функция преобразования величины типичного устройства, демонстрирующая два различных режима колебаний. Вторичный режим 69 располагается приблизительно в районе 320 Гц, и доминирующий режим 70 располагается приблизительно в районе 100 Гц. Пиковые значения функции преобразования величины каждого из этих вторичного и доминирующего режимов 69 и 70 являются отображением гибкости в данном конкретном режиме. На фиг. 5В введение в устройство оптимально настроенного настраиваемого демпфирующего узла 1 можно увидеть в форме разделения доминирующего режима 70 на режимы 71 и 72 в соответствии с двумя степенями свободы устройства.
На фиг. 5С изображена функция преобразования величины такого же устройства в большем масштабе после оптимальной настройки настраиваемого демпфирующего узла 1 путем указанной выше процедуры для уменьшения подверженности свободным колебаниям. Результирующие первый и второй режимы 71 и 72 были настроены так, чтобы иметь приблизительно одинаковую динамическую жесткость, то есть, одинаковую высоту пиковых значений.
На фиг. 6А, 6В и 6С, на которые теперь делаются ссылки, можно видеть соответствующие графические изображения действительной преобразующей функции типичного устройства, измеряемой в режиме самовозбуждения (режиме вибрации), тогда как устройство не имеет какого-либо настраиваемого демпфирующего узла 1, включенного в него, и для того же устройства, имеющего оптимально настроенный настраиваемый демпфирующий узел 1, включенный в него. На фиг. 6А изображена функция действительного смещения устройства, имеющего вторичный режим 73 около 320 Гц и доминирующий режим 74 около 100 Гц. На фиг. 6В функция действительного преобразования того же устройства показывает эффекты, вызываемые введенным в устройство оптимально настроенным настраиваемым демпфирующим узлом 1, когда доминирующий режим 74 разделен на первый и второй пики 75 и 76 доминирующего режима.
На фиг. 6С показана функция действительного преобразования такого же устройства в увеличенном масштабе, оптимально настроенного путем выполнения описанной выше процедуры, для повышения сопротивления устройства вибрации. Настраиваемый демпфирующий узел 1 служит для уменьшения высоты максимальной отрицательной действительной части преобразующей функции, дающей два пика 75 и 76 доминирующего режима, которые, после настройки, устанавливаются так, что они имеют примерно одинаковую величину, чтобы достигалось максимальное сопротивление устройства вибрации.
Настоящее описание включает содержание прилагаемой формулы изобретения, также как и изложенное выше. Хотя это изобретение было описано на примере предпочтительного варианта воплощения с определенной степенью конкретизации, должно быть понятно, что настоящее описание предпочтительного варианта было дано только в качестве примера, и что можно прибегать к множеству изменений в деталях конструкции и комбинации и компоновке частей устройства без отхода от сущности и рамок изобретения.
Claims (18)
1. Настраиваемое демпфирующее устройство для использования в устройстве для механической обработки с держателем режущего инструмента, содержащее демпфирующий узел с демпфирующей массой и регулируемой подложкой для упругого удержания демпфирующей массы, отличающееся тем, что оно снабжено настроечным средством для регулировки упругости подложки, стопором для временного блокирования демпфирующей массы для облегчения определения параметров режима демпфирования и настроечным узлом, включающим микропроцессор, аналого-цифровой преобразователь, электрически соединенный с микропроцессором, датчик колебаний, установленный на держателе режущего инструмента, причем датчик колебаний электрически соединен с аналого-цифровым преобразователем, и ударное средство для возбуждения колебаний в держателе режущего инструмента, причем ударное средство электрически соединено с анолого-цифровым преобразователем, и программирующее средство, причем программирующее средство выполнено с возможностью инициировать оценку микропроцессором соотношения между силой, приложенной к держателю режущего инструмента ударным средством,
и сигналами от аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания держателя режущего инструмента, вызванные ударным средством, когда демпфирующая масса блокирована, и основанное на этой оценке определение наиболее динамически гибкого режима колебаний держателя режущего инструмента, кроме того, программирующее средство выполнено с возможностью инициировать оценку микропроцессором соотношения между силой, приложенной к держателю режущего инструмента ударным средством, и сигналами от аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания держателя режущего инструмента, вызванные ударным средством, когда демпфирующая масса разблокирована, и основанное на обеих этих оценках определение корректирующей установки настроечного средства для сведения к минимуму колебаний держателя режущего инструмента.
и сигналами от аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания держателя режущего инструмента, вызванные ударным средством, когда демпфирующая масса блокирована, и основанное на этой оценке определение наиболее динамически гибкого режима колебаний держателя режущего инструмента, кроме того, программирующее средство выполнено с возможностью инициировать оценку микропроцессором соотношения между силой, приложенной к держателю режущего инструмента ударным средством, и сигналами от аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания держателя режущего инструмента, вызванные ударным средством, когда демпфирующая масса разблокирована, и основанное на обеих этих оценках определение корректирующей установки настроечного средства для сведения к минимуму колебаний держателя режущего инструмента.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что настроечное средство содержит скользящий элемент.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что настроечное средство содержит настроечный винт, настроечный копир, выполненный с возможностью перемещения и взаимодействия с настроечным винтом, и нажимной шарик, помещенный между настроечным копиром и скользящим элементом и находящийся в постоянном контакте с ними, благодаря чему настроечный винт прилагает силу к настроечному копиру, который передает силу нажимному шарику, что способствует движению скользящего элемента при взаимодействии с ним, что приводит к регулированию упругости подложки.
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что настроечное средство содержит настроечное приспособление, выполненное с возможностью соединения с демпфирующим узлом, причем настроечное приспособление содержит настроечный винт, ввинченный сквозь него для контакта настроечного винта со скользящим элементом и движения скользящего элемента так, что он способствует регулировке упругости подложки.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что подложка выполнена в виде по меньшей мере одного кольца.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что демпфирующая масса выполнена из металла с высокой плотностью.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что отношение демпфирующей массы к эффективной массе устройства расположено в пределах от около 10 до около 60%.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что демпфирующий узел содержит выемку, которая по меньшей мере частично заполнена маслом с высокой вязкостью, имеющим относительно постоянные термические характеристики в пределах рабочих температур.
9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что стопор содержит первую и вторую стопорные части, расположенные с двух сторон от демпфирующей массы, посредством чего первая и вторая стопорные части жестко сжимают демпфирующую массу между собой за счет максимального сжатия подложек.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик колебаний выполнен в виде измерителя ускорения.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что настроечный узел содержит интерфейс пользователя для передачи микропроцессором данных о корректирующей регулировке на интерфейс пользователя за счет программирующего средства для извещения пользователя о корректирующей регулировке.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что программирующее средство выполнено с возможностью передачи на интерфейс пользователя данных о выборе между по меньшей мере двумя формами колебаний, под которые должна производиться настройка, и интерфейс пользователя содержит средство для выбора пользователем одного из этих вариантов, программирующее средство выполнено с возможностью инициирования для определения микропроцессором различных корректирующих регулировок в зависимости от того, какой вариант выбран.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что настроечный узел содержит интерфейс пользователя, а программирующее средство выполнено с возможностью инициирования передачи микропроцессором данных о корректирующей регулировке на интерфейс пользователя, посредством чего пользователь извещается о ней.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что программирующее средство выполнено с возможностью передачи на интерфейс пользователя данных о выборе между по меньшей мере двумя формами колебаний, под которые должна производиться настройка, и интерфейс пользователя включает средство для выбора пользователем одного из этих вариантов и программирующее средство выполнено с возможностью инициирования определения микропроцессором различных корректирующих регулировок в зависимости от того, какой выбран.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что программирующее средство выполнено с возможностью инициирования микропроцессором следующих этапов при определении корректирующей регулировки для настраиваемого демпфирующего узла: подача команды пользователю через интерфейс пользователя блокировать указанную демпфирующую массу, определение наиболее гибкого режима колебаний настраиваемого демпфирующего узла, подача команды пользователю через интерфейс пользователя разблокировать демпфирующую массу, запись измерений колебательной реакции в форме преобразующей функции в сравнении с частотой для определения местоположения пиковых значений доминирующих режимов и подача команды пользователю через интерфейс пользователя для регулировки настраиваемого демпфирующего узла так, чтобы сделать высоту пиковых значений доминирующего режима равной для обеспечения оптимальной настройки.
16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что держатель режущего инструмента выполнен с возможностью настройки по меньшей мере на две различные формы колебаний и программирующее средство выполнено с возможностью инициирования выполнения микропроцессором следующих этапов при определении корректирующей регулировки для настраиваемого демпфирующего узла: подача команды пользователю через интерфейс пользователя выбрать одну из форм колебаний, для которой необходимо настроить демпфирующую массу, подача команды пользователю через интерфейс пользователя блокировать демпфирующую массу, определение наиболее гибкого режима колебаний держателя режущего инструмента в избранной форме колебаний, подача команды пользователю через интерфейс пользователя разблокировать демпфирующую массу, запись измерений колебательной реакции в форме преобразующей функции в сравнении с частотой для определения местоположения пиковых значений доминирующих режимов и подача команды пользователю через интерфейс пользователя для регулировки настраиваемого демпфирующего узла так, чтобы сделать высоту пиковых значений доминирующего режима равной для обеспечения оптимальной настройки для избранной формы колебаний.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что держатель режущего инструмента выполнен с возможностью настройки на две различные формы свободных или самовозбуждающихся колебаний.
18. Способ использования настраиваемого демпфирующего устройства преимущественно в устройстве для механической обработки с держателем режущего инструмента, допускающим две формы свободных колебаний или самовозбуждающихся колебаний, содержащим выполненную с возможностью блокировки и разблокировки демпфирующую массу, регулируемую подложку, упруго поддерживающую демпфирующую массу, и настроечное средство для регулировки упругости подложки, отличающийся тем, что выбирают одну из форм колебаний держателя режущего инструмента, блокируют демпфирующую массу, определяют наиболее гибкий режим колебаний в пределах избранной формы колебаний, разблокируют демпфирующую массу, записывают измерения колебательной реакции в форме преобразующей функции в сравнении с частотой для определения местоположения пиковых значений доминирующего режима колебаний и регулируют настроечное средство так, чтобы сделать высоту пиковых значений доминирующих режимов вибрации равными для достижения оптимальной настройки для избранной формы колебаний.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/447,939 US5518347A (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Tuned damping system for suppressing vibrations during machining |
US08/447,939 | 1995-05-23 | ||
PCT/US1996/007151 WO1996037338A1 (en) | 1995-05-23 | 1996-05-17 | Tuned damping system for suppressing vibrations during machining |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2127180C1 true RU2127180C1 (ru) | 1999-03-10 |
RU97121501A RU97121501A (ru) | 1999-05-20 |
Family
ID=23778358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97121501A RU2127180C1 (ru) | 1995-05-23 | 1996-05-17 | Настраиваемое демпфирующее устройство и способ его использования |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5518347A (ru) |
EP (1) | EP0827440B1 (ru) |
JP (1) | JPH11506396A (ru) |
KR (1) | KR100298091B1 (ru) |
CN (1) | CN1079716C (ru) |
AT (1) | ATE184535T1 (ru) |
AU (1) | AU694037B2 (ru) |
BR (1) | BR9608895A (ru) |
CA (1) | CA2220938C (ru) |
DE (2) | DE827440T1 (ru) |
DK (1) | DK0827440T3 (ru) |
ES (1) | ES2114838T3 (ru) |
IN (1) | IN192673B (ru) |
MX (1) | MX9709044A (ru) |
RU (1) | RU2127180C1 (ru) |
WO (1) | WO1996037338A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9388900B2 (en) | 2010-05-25 | 2016-07-12 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Method for producing a piston ring having embedded particles |
Families Citing this family (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5816122A (en) * | 1996-04-30 | 1998-10-06 | General Dynamics Advanced Technology Systems, Inc. | Apparatus and method for adaptive suppression of vibrations in mechanical systems |
US5810528A (en) * | 1996-06-17 | 1998-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Automatically tuneable anti-vibration boring system |
US6085121A (en) * | 1997-09-22 | 2000-07-04 | Design & Manufacturing Solutions, Inc. | Device and method for recommending dynamically preferred speeds for machining |
US5924670A (en) * | 1997-12-09 | 1999-07-20 | Applied Power Inc. | Adaptively tuned elastomeric vibration absorber |
US6032558A (en) * | 1998-03-20 | 2000-03-07 | Marquip, Inc. | Rotary knife with active vibration control |
JP2001158378A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Kubota Corp | 振動吸収体およびこれを用いたトラクタの振動吸収装置 |
US6443673B1 (en) | 2000-01-20 | 2002-09-03 | Kennametal Inc. | Tunable boring bar for suppressing vibrations and method thereof |
US6389941B1 (en) | 2000-04-14 | 2002-05-21 | Marquip, Llc | Rotary knife with electromagnetic active vibration control |
JP3998958B2 (ja) * | 2001-12-11 | 2007-10-31 | 東芝機械株式会社 | 工具ホルダ |
US6619165B2 (en) | 2002-02-01 | 2003-09-16 | Kennametal Inc. | Tunable toolholder |
DE10244426B4 (de) * | 2002-09-24 | 2005-02-10 | Siemens Ag | Bearbeitungsmaschine |
US6810302B2 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-26 | Sikorsky Aircraft Corporation | Process and methodology for selecting cutting parameters for titanium |
JP4689997B2 (ja) * | 2003-11-26 | 2011-06-01 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 防振切削工具 |
EP1535682A1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-01 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Vibration-suppressing cutting tool |
JP4340145B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2009-10-07 | 株式会社日立製作所 | 防振工具ホルダ |
US8231098B2 (en) | 2004-12-07 | 2012-07-31 | Newport Corporation | Methods and devices for active vibration damping of an optical structure |
TWI289092B (en) * | 2005-01-18 | 2007-11-01 | Univ Chung Yuan Christian | Detecting and suppressing methods for milling tool chatter |
US20060169557A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-03 | Material Sciences Corporation | Constrained layer viscoelastic laminate tuned mass damper and method of use |
US20060186757A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Iptrade, Inc. | Distributed vibration analysis and suppression system with collocated control electronics |
US7482731B2 (en) * | 2005-02-18 | 2009-01-27 | Iptrade, Inc. | Kit and method for constructing vibration suppression and/or sensing units |
US7373262B2 (en) * | 2005-02-18 | 2008-05-13 | Iptrade, Inc. | Method for implementing vibration suppression system under control from a remote site |
TWI268196B (en) * | 2005-02-23 | 2006-12-11 | Univ Chung Yuan Christian | Computer aided detecting and suppressing system for cutting chatter comprising a network monitor unit, a signal acquisition system, a chatter detecting unit and a chatter suppressing system |
JP4648072B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-03-09 | 株式会社日立プラントテクノロジー | ダンパーを備えた工具及びそれを用いた流体機械の羽根車もしくは案内羽根の製造方法 |
DE102005023317A1 (de) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | P & L Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Schwingungsoptimierung einer Werkzeugmaschine |
US8011864B2 (en) * | 2005-05-26 | 2011-09-06 | University Of Connecticut | Method for facilitating chatter stability mapping in a simultaneous machining application |
US7819009B2 (en) * | 2006-02-28 | 2010-10-26 | Frederic Borah | Vibration Monitoring System |
CN100465609C (zh) * | 2006-12-30 | 2009-03-04 | 北京航空航天大学 | 数控机床加工动力学特性测试分析系统 |
NO328887B1 (no) * | 2007-02-27 | 2010-06-07 | Teeness Asa | Demper for demping av vibrasjoner med et dempelegeme som promoterer skumdannelse |
US8296919B2 (en) * | 2007-06-04 | 2012-10-30 | The Boeing Company | Increased process damping via mass reduction for high performance milling |
DE102007030447A1 (de) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Khs Corpoplast Gmbh & Co. Kg | Produktionsmaschine sowie Verfahren zum Betrieb einer Produktionsmaschine |
DK2238347T3 (en) * | 2007-12-21 | 2018-10-29 | Vestas Wind Sys As | A WINDMILL, A PROCEDURE FOR REDUCING NOISE MISSION FROM A WINDMILL TOWER AND USING A WINDMILL |
JP2009190141A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械及び加工方法 |
FR2929868B1 (fr) * | 2008-04-10 | 2010-06-11 | E P B | Porte-outil pourvu d'un moyen d'amortissement |
EP2156921B1 (de) * | 2008-08-21 | 2011-10-26 | Step-Tec AG | Vorrichtung zur Verminderung von Schwingungen einer Werkzeugspindel |
DE102008062793A1 (de) * | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Fräswerkzeugen |
US8013481B2 (en) * | 2009-03-27 | 2011-09-06 | General Electric Company | Detuner for tuning torsional mode of a rotating body |
SE533786C2 (sv) * | 2009-05-25 | 2011-01-11 | Sandvik Intellectual Property | Anordning och förfarande för fräsning av material |
JP5451373B2 (ja) * | 2009-10-30 | 2014-03-26 | ユキワ精工株式会社 | 工具保持体 |
US8371776B2 (en) * | 2009-11-17 | 2013-02-12 | Ying-Fan Enterprise Co., Ltd. | Damper for a cutting tool |
CN101839302B (zh) * | 2010-05-21 | 2011-12-07 | 北京工业大学 | 用于切削颤振控制的弹性支承干摩擦调谐质量阻尼器 |
FR2961727B1 (fr) * | 2010-06-28 | 2013-03-01 | Seco E P B | Moyen d'amortissement pour porte-outils, tel que tete a aleser, |
US8734070B2 (en) | 2010-10-20 | 2014-05-27 | Kennametal Inc. | Toolholder with externally-mounted dynamic absorber |
CN102059584B (zh) * | 2010-11-16 | 2012-07-04 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 五轴联动加工中心的可靠性试验方法 |
CN101987366B (zh) * | 2010-11-26 | 2012-06-13 | 北京工业大学 | 一种基于双级质量调谐阻尼器减振的镗杆结构 |
WO2012092298A2 (en) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Newport Corporation | Tunable vibration dampers and methods of manufacture and tuning |
CN102179534B (zh) * | 2011-04-19 | 2013-01-09 | 上海理工大学 | 基于剪切工作模式的外圆车削颤振磁流变减振系统 |
CN102501119A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-06-20 | 武汉华中数控股份有限公司 | 一种金属切削中自动断屑的方法 |
CN102564787B (zh) * | 2011-12-28 | 2013-12-18 | 华中科技大学 | 基于空运行激励的数控机床模态比例因子获取方法 |
CN102662339B (zh) * | 2012-05-16 | 2014-01-08 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种粘弹谱仪的控制系统 |
US10191017B2 (en) | 2012-07-06 | 2019-01-29 | Jtekt Corporation | Dynamic characteristic calculation apparatus and its method for machine tool |
CN102866030B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-12-10 | 北京航空航天大学 | 一种五轴联动机床加载试验装置及加载试验方法 |
CN103801978B (zh) * | 2014-03-03 | 2016-04-06 | 沈阳化工大学 | 铣床主轴磁流体减振装置 |
JP6326276B2 (ja) * | 2014-04-28 | 2018-05-16 | 株式会社小松製作所 | クランクシャフトミラーの工具保持装置 |
US9579730B2 (en) | 2014-06-30 | 2017-02-28 | Kennametal Inc. | Vibration absorber with high viscous dampening |
US9533357B2 (en) | 2014-06-30 | 2017-01-03 | Kennametal Inc | Optimized vibration absorber |
CN105436981B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-02-16 | 上海诺倬力机电科技有限公司 | 基于振动监测的颤振控制方法及数控加工装置 |
TWI579537B (zh) * | 2015-12-09 | 2017-04-21 | 財團法人金屬工業研究發展中心 | Method of extracting dynamic vibration frequency |
ES2724403T3 (es) * | 2016-05-03 | 2019-09-10 | Soraluce S Coop | Máquina herramienta con sistema de amortiguación activa |
CN106180848B (zh) * | 2016-08-09 | 2018-06-05 | 湖南工学院 | 适用于加工大型圆筒类零件的新型组合刀具及其使用方法 |
CN106289842B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-02-15 | 东莞理工学院 | 一种数控机床热模态参数辨识方法 |
ES2804553T3 (es) * | 2016-08-31 | 2021-02-08 | Maq Ab | Conjunto giratorio y conjuntos de barras de mecanizado |
US10920848B2 (en) * | 2016-10-03 | 2021-02-16 | Fives Giddings & Lewis, Llc | Adjustable damping arrangement for a non-rotating tool holder |
US10384267B2 (en) | 2016-10-03 | 2019-08-20 | Fives Giddings & Lewis, Llc | Adjustable damping arrangement for a non-rotating tool holder |
KR102584750B1 (ko) * | 2016-10-12 | 2023-10-06 | 주식회사 디엔솔루션즈 | 공구 스핀들 및 이를 포함하는 공작 기계 |
DE102017116326A1 (de) | 2017-07-19 | 2019-01-24 | Wohlhaupter Gmbh | Dämpfungsvorrichtung und Werkzeughaltevorrichtung mit einer solchen Dämpfungsvorrichtung |
CN107457609B (zh) * | 2017-08-25 | 2019-12-03 | 西安交通大学 | 基于刚度变化的铣削颤振抑制方法及铣削颤振优化系统 |
JP6581162B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2019-09-25 | ファナック株式会社 | 加工システム及び加工機の制御方法 |
US10753823B2 (en) * | 2017-10-10 | 2020-08-25 | Ford Motor Company | Dynamic characterization system for measuring a dynamic response |
ES2724799B2 (es) * | 2018-03-09 | 2020-01-29 | Soraluce S Coop | Torno vertical con absorbedor de vibraciones amortiguado |
CN108747558B (zh) * | 2018-05-28 | 2019-05-07 | 西北工业大学 | 一种柱形零件铣削抑振实现装置及其铣削抑振方法 |
US10500648B1 (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-10 | Iscar, Ltd. | Tool holder having integrally formed anti-vibration component and cutting tool provided with tool holder |
CN108927538A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种可调式电磁阻尼减振镗杆 |
CN109128321A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种智能插铣刀刀杆 |
JP7246827B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2023-03-28 | 株式会社ディスコ | 自己診断機能を備える加工装置 |
CN109759901B (zh) * | 2019-01-25 | 2020-06-19 | 西安交通大学 | 基于主轴系统非对称刚度调控的铣削颤振控制方法 |
CN110153493B (zh) * | 2019-04-22 | 2020-06-16 | 杭州电子科技大学 | 基于电液伺服激振的平面拉削主动抑振夹具及其抑振方法 |
CN110103076B (zh) * | 2019-05-08 | 2021-02-02 | 北京理工大学 | 一种深孔镗削加工状态实时监测的智能镗杆系统 |
US10991544B2 (en) * | 2019-05-29 | 2021-04-27 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device, objective lens module, electrode device, and method of inspecting a specimen |
GB2585683B (en) * | 2019-07-11 | 2022-03-16 | Gkn Aerospace Sweden Ab | Damper |
CN110805643B (zh) * | 2019-11-07 | 2020-12-25 | 西安交通大学 | 自供电的转轴振动主动控制系统及主动控制方法 |
US11209236B2 (en) * | 2019-11-14 | 2021-12-28 | Gregory E. Summers | Vibration dampener for archery bow |
CN113732821B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-10-21 | 长春汽车工业高等专科学校 | 一种智能切削工具的振动频率检测装置 |
CN113814431B (zh) * | 2021-11-04 | 2022-09-02 | 哈尔滨理工大学 | 钢丝驱动式变刚度阻尼减振镗杆 |
CN114932241B (zh) * | 2022-06-07 | 2023-06-09 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于电涡流阻尼的减振镗杆及其控制方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2656742A (en) * | 1950-12-19 | 1953-10-27 | Loyd Y Poole | Boring bar |
US3447402A (en) * | 1967-10-25 | 1969-06-03 | Cincinnati Milling Machine Co | Damped tuned boring bar |
NO128725B (ru) * | 1972-01-21 | 1974-01-02 | Trondhjems Nagle Spigerfab | |
US3774730A (en) * | 1972-04-19 | 1973-11-27 | Nl Industries Inc | Tool holder |
WO1982003686A1 (fr) * | 1981-04-20 | 1982-10-28 | Kiso Mataichiro | Dispositif de diagnostic d'impact |
US4553884A (en) * | 1982-05-10 | 1985-11-19 | Kennametal Inc. | Boring tool and method of reducing vibrations therein |
US4799375A (en) * | 1983-10-26 | 1989-01-24 | Pcb Piezotronics, Inc. | Instrumented test hammer |
US4759243A (en) * | 1986-12-19 | 1988-07-26 | General Electric Company | Method and apparatus for optimizing single point machining operations |
US5144838A (en) * | 1989-10-04 | 1992-09-08 | Iwatsu Electric Co., Ltd. | Defect detecting method and apparatus |
US5240358A (en) * | 1990-11-27 | 1993-08-31 | Balance Dynamics Corporation | Method and apparatus for tool balancing |
US5170103A (en) * | 1991-05-20 | 1992-12-08 | University Of Kentucky Research Foundation | Active vibration control device |
JP2768058B2 (ja) * | 1991-07-02 | 1998-06-25 | 株式会社日立製作所 | 構造物の振動試験装置、振動試験方法及び振動応答解析装置 |
JPH0631509A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-08 | Mitsubishi Materials Corp | 旋削工具 |
US5291975A (en) * | 1992-10-27 | 1994-03-08 | Satcon Technology Corporation | System and method for damping narrow band axial vibrations of a rotating device |
FR2715701B1 (fr) * | 1994-01-28 | 1996-02-23 | Acb | Organe de fixation par expansion radiale. |
-
1995
- 1995-05-23 US US08/447,939 patent/US5518347A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-21 IN IN1702MA1995 patent/IN192673B/en unknown
-
1996
- 1996-03-01 US US08/609,858 patent/US5700116A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 KR KR1019970708347A patent/KR100298091B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-05-17 BR BR9608895-8A patent/BR9608895A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-05-17 AT AT96914690T patent/ATE184535T1/de active
- 1996-05-17 EP EP96914690A patent/EP0827440B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 CA CA002220938A patent/CA2220938C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 ES ES96914690T patent/ES2114838T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 CN CN96194101A patent/CN1079716C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 WO PCT/US1996/007151 patent/WO1996037338A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-05-17 JP JP8535770A patent/JPH11506396A/ja active Pending
- 1996-05-17 DE DE0827440T patent/DE827440T1/de active Pending
- 1996-05-17 RU RU97121501A patent/RU2127180C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-05-17 AU AU57971/96A patent/AU694037B2/en not_active Expired
- 1996-05-17 DE DE69604287T patent/DE69604287T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-17 DK DK96914690T patent/DK0827440T3/da active
-
1997
- 1997-11-24 MX MX9709044A patent/MX9709044A/es unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9388900B2 (en) | 2010-05-25 | 2016-07-12 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Method for producing a piston ring having embedded particles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU5797196A (en) | 1996-12-11 |
BR9608895A (pt) | 1999-12-07 |
EP0827440B1 (en) | 1999-09-15 |
ES2114838T1 (es) | 1998-06-16 |
ATE184535T1 (de) | 1999-10-15 |
MX9709044A (es) | 1998-10-31 |
DE69604287T2 (de) | 2000-03-02 |
US5700116A (en) | 1997-12-23 |
US5518347A (en) | 1996-05-21 |
DE69604287D1 (de) | 1999-10-21 |
CA2220938C (en) | 2000-10-31 |
KR19990021872A (ko) | 1999-03-25 |
AU694037B2 (en) | 1998-07-09 |
ES2114838T3 (es) | 1999-12-16 |
CA2220938A1 (en) | 1996-11-28 |
WO1996037338A1 (en) | 1996-11-28 |
JPH11506396A (ja) | 1999-06-08 |
EP0827440A1 (en) | 1998-03-11 |
CN1079716C (zh) | 2002-02-27 |
DK0827440T3 (da) | 2000-03-20 |
IN192673B (ru) | 2004-05-15 |
DE827440T1 (de) | 1998-09-03 |
CN1185126A (zh) | 1998-06-17 |
KR100298091B1 (ko) | 2001-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2127180C1 (ru) | Настраиваемое демпфирующее устройство и способ его использования | |
RU97121501A (ru) | Настраиваемое демпфирующее устройство для подавления колебаний при механической обработке и способ его использования | |
JP4955883B2 (ja) | 振動を抑制する調整可能な中ぐり棒及びその方法 | |
US20150375305A1 (en) | Optimized Vibration Absorber | |
US6189426B1 (en) | Method and apparatus for suppressing regenerative instability and related chatter in machine tools | |
US9579730B2 (en) | Vibration absorber with high viscous dampening | |
US4759243A (en) | Method and apparatus for optimizing single point machining operations | |
JP2002517321A (ja) | 工具受容体において工具を締付け固定するための装置 | |
KR20190116280A (ko) | 공작 기계, 특히 연삭 기계 및 공작 기계의 실제 상태를 결정하기 위한 방법 | |
JP2005144580A (ja) | 加工方法及び装置 | |
JPH07102415B2 (ja) | 成形ダイスとダイスの製作方法 | |
Kim et al. | Suppression of machine tool chatter using a viscoelastic dynamic damper | |
Basile | Modeling transverse motions of a drill bit for process understanding | |
Peigne et al. | Self-excited vibratory drilling: a dimensionless parameter approach for guiding experiments | |
CN112364454B (zh) | 一种基于模态质量分布矩阵的机床薄弱构件识别方法 | |
Delio | A sensor-based adaptive control constraint system for automatic spindle speed regulation to obtain highly stable milling | |
Osman et al. | Short-time acceptance test for machine tools based on the random nature of the cutting forces | |
KR0161095B1 (ko) | 기계 응력 완화 방법 및 그 장치 | |
SU1284718A1 (ru) | Расточна оправка | |
JPH08155826A (ja) | ホーニング加工方法及び同方法に使用するホーニングヘッド | |
SU1738615A1 (ru) | Способ исследовани динамических характеристик технологической системы и комбинированный инструмент дл его осуществлени | |
O'Regan et al. | Machine tool chatter reduction via active structural control | |
JPH06179103A (ja) | 旋削工具 | |
Shirvani | An investigation into the design for vibration damping of extended length tool holders | |
Al-Regib | Machining systems stability analysis for chatter suppression and detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050518 |