[發(fā)明專利]用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置、方法及機(jī)床主軸

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110482657.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113369968A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)少可;奚航航;李小虎;方斌;李闐岐;洪軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q11/00
• 分類號(hào): B23Q11/00;B23B19/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置，其特征在于，包括滾珠絲杠(16)和筒狀結(jié)構(gòu)的阻尼座(13)，阻尼座(13)內(nèi)底部設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)槽，滾珠絲杠(16)的一端設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)槽內(nèi)，阻尼座(13)的開口端設(shè)有滾珠絲杠螺母(10)，滾珠絲杠螺母(10)與阻尼座(13)滑動(dòng)連接，滾珠絲杠(16)的另一端與滾珠絲杠螺母(10)連接，滾珠絲杠螺母(10)的端部固定連接有頂桿(8)，頂桿(8)與阻尼座(13)之間設(shè)有壓簧(9)，滾珠絲杠(16)位于阻尼座(13)內(nèi)部部分固定有扇葉(15)，阻尼座(13)內(nèi)充設(shè)有磁流變液體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置，其特征在于，阻尼座(13)外側(cè)設(shè)有線圈(14)，阻尼座(13)材質(zhì)為導(dǎo)磁材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置，其特征在于，阻尼座(13)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)槽內(nèi)設(shè)有用于滾珠絲杠(16)的安裝支撐的后滑動(dòng)支座(17)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置，其特征在于，阻尼座(13)與滾珠絲杠螺母(10)之間通過(guò)前滑動(dòng)支座(11)滑動(dòng)連接，前滑動(dòng)支座(11)固定于阻尼座(13)端部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于抑制機(jī)床主軸切削顫振的阻尼裝置，其特征在于，前滑動(dòng)支座(11)與阻尼座(13)通過(guò)密封蓋(12)連接，密封蓋(12)一端設(shè)有螺紋連接座，與阻尼座(13)外圈通過(guò)螺紋連接。

6.一種安裝有權(quán)利要求1所述的阻尼裝置的機(jī)床主軸，其特征在于，包括刀具(1)、刀柄(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、支承軸承(4)和軸承座(5)，刀具(1)通過(guò)刀柄(2)夾持于轉(zhuǎn)軸(3)上，轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)支承軸承(4)安裝于軸承座(5)上，軸承座(5)上開設(shè)有徑向通孔，阻尼座(13)穿過(guò)軸承座(5)與支承軸承(4)的軸承外圈接觸，阻尼座(13)固定于軸承座(5)上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床主軸，其特征在于，機(jī)床主軸的外圈周向陣列有多個(gè)阻尼裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)床主軸，其特征在于，阻尼座(13)通過(guò)緊固螺釘(7)固定于軸承座(5)上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)床主軸，其特征在于，緊固螺釘(7)與軸承座(5)的通孔轉(zhuǎn)動(dòng)連接，軸承座(5)上設(shè)有用于防止緊固螺釘(7)徑向移動(dòng)的限位臺(tái)，緊固螺釘(7)內(nèi)側(cè)設(shè)有螺紋通孔，與阻尼裝置(6)的阻尼座(13)外螺紋連接。

10.一種基于權(quán)利要求2所述阻尼裝置的機(jī)床主軸切削顫振抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，在機(jī)床主軸的支承軸承周向陣列多個(gè)阻尼裝置；

S2，控制阻尼裝置磁流變液體腔內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，改變磁流變液的粘度，從而改變阻尼力F大小，實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸切削顫振抑制；

其中

式中：A為扇葉的葉片面積，τ為剪應(yīng)力；μ為動(dòng)力粘度；u為流體速度；l為滾珠絲杠標(biāo)距；v為頂桿運(yùn)動(dòng)速度，n為指數(shù)。