[發明專利]一種3D成型的一體化在線動平衡終端

在審

• 申請號: 201810019943.7
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108098459A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 梅雪松;運俠倫;姜歌東;張尊浩;陶濤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23Q23/00
• 分類號: B23Q23/00;B23P15/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種3D成型的一體化在線動平衡終端，一體化在線動平衡終端底部開設有中央錐形孔，一體化在線動平衡終端內部沿周向均布有兩個以上形狀完全相同的平衡容腔，平衡容腔之間由容腔壁隔開；一體化在線動平衡終端的內圓端面沿軸向方向設計有兩條以上等距的導液槽，導液槽與對應的平衡容腔通過梯形孔連通；一體化在線動平衡終端內部的配合臺面表面同一半徑圓周上均布有兩個以上的沉頭螺紋孔；所述的一體化在線動平衡終端采用3D快速成型技術一次成型，并對有精度要求的部位進行機加工；本發明不需要額外的配合聯接，大大提高了平衡容腔的密封性能，同時簡化了平衡終端的結構，減輕了平衡終端的質量。

技術領域

本發明涉及主軸在線動平衡技術領域，具體涉及一種3D成型的一體化在線動平衡終端。

背景技術

主軸系統是現代高檔數控機床的關鍵部件，數控機床的加工效果很大程度上取決于主軸性能。由于材料、安裝以及制造的原因，主軸往往會存在不平衡量，當主軸處于高速乃至超高速工作狀態下時，不平衡量會導致主軸的振動急劇增大，嚴重的影響了機床的加工質量。針對主軸存在不平衡量而導致的機床主軸在高速下振動過大的問題，現在廣泛使用現場動平衡技術進行解決，但是在平衡過程中需要不停的啟停機床，嚴重影響了機床的加工效率，同時現場動平衡技術只能在特定的轉速下進行動平衡，這對變轉速的機床有較大的影響。

在線動平衡技術可以較好的解決現場動平衡技術存在的問題，在線動平衡技術主要是通過一套在線動平衡系統對運轉狀態下的機床主軸進行在線監測和在線自動平衡。一套完整的在線動平衡系統主要由傳感器、控制單元和平衡終端組成。根據平衡終端的工作原理可分為電機式平衡終端、電磁式平衡終端和噴液式平衡終端三大類，其中噴液式動平衡終端因結構簡單可靠、易于實現以及自鎖能力強，應用最為廣泛。

噴液式動平衡終端利用液體進行不平衡量補償，一般動平衡終端有三個或更多的獨立平衡容腔，液體在平衡容腔內跟隨主軸旋轉產生相應的離心力，通過控制不同平衡容腔內的噴射液體質量的大小來抵消主軸的不平衡離心力，實現轉子的平衡。因此噴液式動平衡終端的性能決定了噴液式在線動平衡系統的性能，是該系統中最關鍵的技術。

目前，噴液式動平衡終端的制造均采用傳統的機加工制造工藝，而平衡終端的平衡容腔需要很好的密封性能，導致無法將平衡終端加工成一個整體，一般會將其加工成內圈和外圈兩個部件，再對內圈和外圈進行裝配，這種機加工平衡終端在高轉速下有可能造成內外圈的旋脫，降低了動平衡終端平衡容腔的密封性能；同時這種動平衡終端結構復雜，存在大量的冗余結構，增加了動平衡終端的質量。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供了一種3D成型的一體化在線動平衡終端，大大提高了平衡容腔的密封性能，同時簡化了平衡終端的結構，減輕了平衡終端的質量。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種3D成型的一體化在線動平衡終端，一體化在線動平衡終端底部開設有中央錐形孔3，一體化在線動平衡終端內部沿周向均布有兩個以上形狀完全相同的平衡容腔7，平衡容腔7之間由容腔壁6隔開；一體化在線動平衡終端的內圓端面10沿軸向方向設計有兩條以上等距的導液槽5，導液槽5與對應的平衡容腔7通過梯形孔8連通；一體化在線動平衡終端內部的配合臺面1表面同一半徑圓周上均布有兩個以上的沉頭螺紋孔2。

所述的一體化在線動平衡終端采用3D快速成型技術一次成型，并對有精度要求的部位進行機加工；在3D快速成型時，以一體化在線動平衡終端低部的后端面11作為基底，所述的錐形孔3設計有加工余量，成型后通過錐規配磨來提高錐形孔3的加工精度；一體化在線動平衡終端的外圓端面9設計有加工余量，在成型后，采用機加工的方法提高表面的光潔度；導液槽5設計深度要小于實際深度，在成型后，通過機加工的方式將導液槽5的深度加深。

所述的平衡容腔7內壁上下邊界的型線設計成對稱的拱形。

所述的梯形孔8的截面型線設計成拱形。