[發(fā)明專利]一種被動(dòng)式減振鏜桿及其最優(yōu)減振性能調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610825378.4
• 申請(qǐng)日: 2016-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN106270590B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉獻(xiàn)禮;劉強(qiáng);吳石;劉立佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23B29/02
• 分類號(hào): B23B29/02;B23Q17/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種被動(dòng)式減振鏜桿，在所述鏜桿的前端設(shè)置有刀頭(1)，所述刀頭(1)用于裝夾刀片(2)；

在所述鏜桿的內(nèi)部，從前至后依次設(shè)置有質(zhì)量塊(3)、伸縮式懸臂梁(4)和滑塊(5)，所述伸縮式懸臂梁(4)的一端與質(zhì)量塊(3)固定連接，所述伸縮式懸臂梁(4)的另一端與滑塊(5)固定連接；

所述質(zhì)量塊(3)與伸縮式懸臂梁(4)的懸伸部均位于第一空腔(6)內(nèi)；

所述質(zhì)量塊(3)與所述懸伸部構(gòu)成變剛度吸振器，所述變剛度吸振器能夠在第一空腔(6)內(nèi)做懸臂振動(dòng)；

所述滑塊(5)能夠在鏜桿的內(nèi)部滑動(dòng)，進(jìn)而改變伸縮式懸臂梁(4)的懸伸量；

在所述鏜桿的后端設(shè)置有旋鈕(7)，所述旋鈕(7)與滑塊(5)聯(lián)動(dòng)；

在所述鏜桿的內(nèi)部、靠近其后端的位置設(shè)置有第二空腔(8)，在所述第二空腔(8)的內(nèi)部固定設(shè)置有滑座(9)，所述滑塊(5)能夠在滑座(9)內(nèi)滑動(dòng)；

在所述滑座(9)的內(nèi)壁上設(shè)置有第一滑道(15)和第二滑道(16)，在所述滑塊(5)的表面上固定設(shè)置有第一凸緣(17)和和第二凸緣(18)；

所述第一凸緣(17)和第二凸緣(18)分別與第一滑道(15)和第二滑道(16)相匹配；

其特征在于，所述旋鈕(7)通過螺紋桿(19)與滑塊(5)聯(lián)動(dòng)；

所述螺紋桿(19)為中部突出的圓柱形結(jié)構(gòu)，所述第二空腔(8)為圓柱形；

在所述旋鈕(7)與螺紋桿(19)之間設(shè)置有后蓋(20)，在后蓋(20)的端面上設(shè)置有通孔；

所述滑塊(5)的一端與伸縮式懸臂梁(4)的另一端螺紋連接，所述滑塊(5)的另一端與螺紋桿(19)的一端螺紋連接；

所述螺紋桿(19)的另一端與所述通孔旋轉(zhuǎn)副連接，并與旋鈕(7)固定連接；

所述螺紋桿(19)的中部位于第二空腔(8)內(nèi)，兩者旋轉(zhuǎn)副連接。

2.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)式減振鏜桿，其特征在于，在所述第一空腔(6)與第二空腔(8)之間設(shè)置有第三空腔(10)，三者的內(nèi)部連通，所述第三空腔(10)的內(nèi)徑等于伸縮式懸臂梁(4)的直徑。

3.如權(quán)利要求2所述的被動(dòng)式減振鏜桿，其特征在于，在所述第一空腔(6)與第三空腔(10)之間還設(shè)置有第四空腔(11)，在所述第二空腔(8)與第三空腔(10)之間還設(shè)置有第五空腔(12)，五者的內(nèi)部連通；

在第四空腔(11)和第五空腔(12)的內(nèi)部分別設(shè)置有第一滑套(13)和第二滑套(14)，所述第一滑套(13)和第二滑套(14)均與伸縮式懸臂梁(4)滑動(dòng)連接。

4.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)式減振鏜桿，其特征在于，在所述后蓋(20)的端面上設(shè)置有角刻度線(22)，在所述的旋鈕(7)上設(shè)置有指針(23)。

5.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)式減振鏜桿的最優(yōu)減振性能調(diào)節(jié)方法，所述方法用于在采用所述減振鏜桿對(duì)工件進(jìn)行第一次走刀的過程中將所述減振鏜桿的減振性能調(diào)節(jié)為最優(yōu)；

在第一次走刀之前，在所述減振鏜桿上安裝加速度傳感器，將所述減振鏜桿安裝在鏜床上，并設(shè)置好轉(zhuǎn)速、切深和進(jìn)給量；

對(duì)工件進(jìn)行第一次走刀的方式為工件旋轉(zhuǎn)、減振鏜桿進(jìn)給；

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟一、通過加速度傳感器測(cè)量減振鏜桿桿體的振動(dòng)加速度a，并獲得所述振動(dòng)加速度a的變化曲線，根據(jù)所述振動(dòng)加速度a的變化曲線計(jì)算出振動(dòng)加速度a變化的頻率f，根據(jù)振動(dòng)加速度a變化的頻率f計(jì)算出振動(dòng)加速度a變化的角頻率ω0；

步驟二、根據(jù)公式(1)計(jì)算出當(dāng)所述減振鏜桿的桿體振幅為零時(shí)，所述變剛度吸振器的等效剛度；

k2＝ω2m2 (1)

其中，k2為變剛度吸振器的等效剛度，ω為減振鏜桿的桿體所受鏜削力變化的角頻率，m2為質(zhì)量塊(3)的質(zhì)量；

所述減振鏜桿的桿體所受鏜削力變化的角頻率ω等于所述振動(dòng)加速度a變化的角頻率ω0；

步驟三、通過旋鈕(7)將伸縮式懸臂梁(4)的懸伸量歸零；

通過旋鈕(7)調(diào)節(jié)伸縮式懸臂梁(4)的懸伸量，進(jìn)而使變剛度吸振器的等效剛度k2等于ω2m2；

所述伸縮式懸臂梁(4)的懸伸量與變剛度吸振器的等效剛度滿足公式(2)：

k 2 = 1 sin ( ( l 2 - l 1 ) l 1 E I + l 1 2 2 E I ) ( l 2 - l 1 ) + ( ( l 2 - l 1 ) l 1 2 2 E I + l 1 3 3 E I ) - - - ( 2 ) ]]>

其中，l1為伸縮式懸臂梁(4)的懸伸量，l2為當(dāng)所述懸伸部處于懸伸狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量塊(3)的質(zhì)心與第一空腔(6)的后端面的間距，E為伸縮式懸臂梁(4)的彈性模量，I為伸縮式懸臂梁(4)的慣性矩。