RU97121501A

RU97121501A - Настраиваемое демпфирующее устройство для подавления колебаний при механической обработке и способ его использования

Info

Publication number: RU97121501A
Application number: RU97121501/02A
Authority: RU
Inventors: Т.Кобб Вилльям (младший)
Original assignee: Дизайн энд Мэньюфэкчеринг Солюшнз, Инк.
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1999-05-20

Claims

1. Настраиваемое демпфирующее устройство, используемое в устройстве (28) для механической обработки, содержащее держатель (2) (16) (29) режущего инструмента, включающий демпфирующую массу (9) (19) и регулируемую подложку (10a, 10b) (21a, 21b), упруго удерживающую указанную демпфирующую массу, отличающееся тем, что оно содержит:
a) настроечное средство (11, 12, 13, 14, 15) (22, 26) для регулировки упругости указанной поддерживающей подложки;
b) стопор (12a, 12b) (24, 25) для временного блокирования указанной демпфирующей массы для облегчения определения параметров режима демпфирования; и
c) настроечный узел (33), включающий микропроцессор (35), аналого-цифровой преобразователь (34), имеющий электрическое соединение с указанным микропроцессором, датчик колебаний (30), установленный на указанном держателе режущего инструмента, причем указанный датчик имеет электрическое соединение с указанным аналого-цифровым преобразователем, и ударное средство (31) для возбуждения колебаний в указанном держателе режущего инструмента, причем указанное ударное средство имеет электрическое соединение с указанным аналого-цифровым преобразователем, и программирующее средство;
d) указанное программирующее средство вызывает оценку микропроцессором соотношения между силой, приложенной к указанному держателю режущего инструмента указанным ударным средством и сигналами для аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания указанного держателя режущего инструмента, вызванные указанным ударным средством, когда указанная демпфирующая масса блокирована, и основанное на этой оценке определение наиболее динамически гибкого режима колебаний указанного держателя режущего инструмента;
e) указанное программирующее средство, кроме того, вызывает оценку указанным микропроцессором соотношения между силой, приложенной к указанному держателю режущего инструмента указанным ударным средством и сигналами от аналого-цифрового преобразователя, представляющими колебания указанного держателя режущего инструмента, вызванные указанным ударным средством, когда указанная демпфирующая масса разблокирована, и основанное на обеих этих оценках определение, какая корректирующая установка указанного настроечного средства требуется для сведения к минимуму колебаний указанного держателя режущего инструмента, благодаря чему указанный настроечный узел облегчает управление процедурой настройки.

2. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что настроечное средство содержит скользящий элемент (11).

3. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 2, отличающееся тем, что настроечное средство, кроме того, содержит настроечный винт (13), настроечный копир (13a), помещенный со скользящим контактом с настроечным винтом и нажимной шарик (15), помещенный между настроечным копиром и скользящим элементом и в постоянном контакте с ними, благодаря чему настроечный винт прилагает силу к настроечному копиру, который передает силу нажимному шарику, что способствует движению скользящего элемента во взаимодействии с ним, таким образом, регулирующему упругость опорной подложки.

4. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 2, отличающееся тем, что настроечное средство содержит настроечное приспособление (27), соединяемое с возможностью отсоединения, с демпфирующим узлом, настроечное приспособление имеет настроечный винт (26), ввинченный сквозь него, благодаря чему настроечный винт располагается в контакте с скользящим элементом и, таким образом, способствует движению скользящего элемента так, что он способствует регулировке упругости опорной подложки.

5. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 3, отличающееся тем, что опорная подложка содержит по меньшей мере одно кольцо (10a, 10b) (21a, 21b).

6. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 5, отличающееся тем, что демпфирующая масса формируется из металла высокой плотности.

7. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 6, отличающееся тем, что демпферное устройство имеет соотношение демпфирующей массы к эффективной массе устройства в пределах от около 10 до около 60%.

8. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 7, отличающееся тем, что демпферное устройство содержит выемку (6) (10), которая по меньшей мере частично заполнена маслом высокой вязкости, имеющим относительно постоянные термические характеристики в пределах рабочих температур устройства.

9. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 2, отличающееся тем, что стопор содержит первую (12a) (24) и вторую (12b) (25) стопорные части, отступающие наружу от скользящего элемента и выемки, посредством чего первая и вторая стопорные части жестко сжимают демпфирующую массу между собой, сжимая опорные подложки до максимума.

10. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик колебаний является измерителем ускорения (30).

11. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что настроечный узел, кроме того, содержит интерфейс пользователя (36) и в котором указанное программирующее средство вызывает передачу указанным микропроцессором данных о корректирующей регулировке на интерфейс пользователя, посредством чего пользователь извещается о них.

12. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 13, отличающееся тем, что программирующее средство выдает на интерфейс пользователя данные 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 вызывает определение микропроцессором различных корректирующих регулировок в зависимости от того, какой вариант выбран.

13. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что настроечный узел, кроме того, содержит интерфейс пользователя (36) и в котором программирующее средство вызывает передачу микропроцессором данных о корректирующей регулировке на интерфейс пользователя, посредством чего пользователь извещается о ней.

14. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 13, отличающееся тем, что программирующее средство выдает на интерфейс пользователя данные 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 указанное программирующее средство вызывает определение микропроцессором различных корректирующих регулировок в зависимости от того, какой вариант выбран.

15. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 13, отличающееся тем, что программирующее средство вызывает выполнение 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. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 14, отличающееся тем, что держатель режущего инструмента может настраиваться для по меньшей мере двух различных форм колебаний и программирующее средство вызывает выполнение 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. Настраиваемое демпфирующее устройство по п. 16, отличающееся тем, что две различные избираемые формы колебаний являются свободными колебаниями и самовозбуждающимися колебаниями.

18. Способ использования настраиваемого демпфирующего устройства в устройстве (28) для механической обработки, содержащем держатель режущего инструмента (2) (16) (29), допускающий две формы колебаний, т. е. свободные колебания и самовозбуждающиеся колебания, держатель режущего инструмента включает блокируемую и разблокируемую демпфирующую массу (9) (19), регулируемую подложку (10a, 10b) (21a, 21b), упруго поддерживающую демпфирующую массу и настроечное средство (11, 15, 14, 13) (22, 26) для регулировки упругости опорной подложки, отличающийся тем, что он содержит следующие этапы:
a) выбор одной из указанных форм колебаний держателя режущего инструмента;
b) блокирование демпфирующей массы;
c) определения наиболее гибкого режима колебаний в пределах избранной формы колебаний;
d) разблокирование демпфирующей массы;
e) записи измерений колебательной реакции в форме преобразующей функции в сравнении с частотой для определения местоположения пиковых значений доминирующего режима колебаний; и
f) регулирование настроечного средства так, чтобы сделать высоту пиковых значений доминирующих режимов вибрации равными для достижения оптимальной настойки для избранной формы колебаний.

19. Способ по п. 18, в котором регулировка настроечного средства, кроме того, содержит этап сравнения наиболее гибкого режима колебаний с существующими пределами настройки.