[發明專利]減振車刀及其設計方法

有效

• 申請號: 201811185842.3
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109249043B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 楊毅青;高浩洋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23B27/00
• 分類號: B23B27/00;B23Q11/00
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 郎志濤

1.一種減振車刀，其特征在于，包括車刀和安裝于所述車刀的動力吸振器，所述車刀包括依次連接的刀頭、刀座和刀柄，所述刀柄靠近所述刀座的一側設有用于安裝所述動力吸振器的第一空腔，所述動力吸振器包括相互連接的第一吸振單元和第二吸振單元，所述第一吸振單元的一端與所述刀座連接，所述第一吸振單元的另一端懸置于所述第一空腔中，所述動力吸振器能夠將所述車刀的振動能量分別轉化為所述第一吸振單元的動能和所述第二吸振單元的熱能，從而抑制車削加工中的顫振現象。

2.根據權利要求1所述的減振車刀，其特征在于，所述刀頭、刀座和所述刀柄同軸設置，并且所述刀柄的中心軸線與所述第一空腔的中心軸線相同。

3.根據權利要求2所述的減振車刀，其特征在于，所述刀座的一端和所述刀頭通過緊固螺釘連接，所述刀座的另一端設有第二空腔，所述第二空腔處于所述刀柄的所述第一空腔中，并且，所述刀座的所述另一端通過螺紋與所述刀柄連接。

4.根據權利要求1所述的減振車刀，其特征在于，所述第一吸振單元包括懸臂彈簧桿和質量塊，所述懸臂彈簧桿的一端通過螺紋與所述刀座連接，所述懸臂彈簧桿的另一端與所述質量塊連接，所述質量塊懸置在所述第一空腔中，所述質量塊上還設有用于對所述懸臂彈簧桿和所述質量塊進行軸向固定的頂絲。

5.根據權利要求4所述的減振車刀，其特征在于，所述第二吸振單元為阻尼單元，所述阻尼單元通過支座套設在所述懸臂彈簧桿的外周上。

6.根據權利要求5所述的減振車刀，其特征在于，所述支座套設在所述懸臂彈簧桿的外周上，所述阻尼單元套設在所述支座的外周上，并且所述懸臂彈簧桿與所述支座通過螺紋連接，所述懸臂彈簧桿的中部設有與所述支座配合的外螺紋。

7.根據權利要求6所述的減振車刀，其特征在于，所述阻尼單元為多個橡膠墊片，通過調整所述橡膠墊片的數量能夠調節所述動力吸振器的阻尼比。

8.根據權利要求4所述的減振車刀，其特征在于，所述質量塊為金屬鎢塊，所述質量塊沿其軸向方向設有貫穿其前后兩端的貫通孔，所述懸臂彈簧桿的所述另一端伸入所述貫通孔中與所述質量塊連接，所述質量塊沿其徑向方向設有用于安裝所述頂絲的螺紋孔，所述貫通孔與所述螺紋孔連通，通過調節所述懸臂彈簧桿伸入所述貫通孔的長度能夠調節所述動力吸振器的剛度，進而調節所述動力吸振器的固有頻率。

9.根據權利要求4所述的減振車刀，其特征在于，所述質量塊與所述第一空腔的內壁之間具有一定的間隙。

10.一種減振車刀的設計方法，用于設計根據權利要求1至9中的任一項所述的減振車刀，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對車刀的結構進行設計，并通過仿真軟件對結構進行優化，優化后制作車刀實物，并通過仿真測試獲得車刀的動力學參數；

S2、確定動力吸振器與車刀的等效質量比，對動力吸振器的設計參數進行優化；

S3、根據動力吸振器的設計參數，對動力吸振器進行結構設計及優化后制作動力吸振器實物，并通過仿真測試調諧動力吸振器的固有頻率使其與車刀的固有頻率相匹配；

S4、將調諧好的動力吸振器和車刀裝配在一起組成減振車刀，通過切削實驗檢驗減振效果。