减振刀杆以及车床制造技术

本实用新型专利技术提供了一种减振刀杆以及车床，属于机械加工设备领域，包括刀杆轴、套筒以及励磁线圈，其中，套筒套设在刀杆轴外，套筒与刀杆轴之间形成密封的环形空腔，励磁线圈套设在刀杆轴外，且励磁线圈位于环形空腔内，励磁线圈具有用于与电源连接的引线。该减振刀杆能够抑制车削外圆时颤振的发生，通过改变外加施加在励磁线圈上的电流大小从而改变外加磁场强度大小，进而改变整个减振装置的动态特性(主要指固有频率和阻尼)，最终实现有效抑制车削外圆时发生颤振的目的。

Vibration reduction tool bar and lathe

The utility model provides a vibration damping tool bar and lathe, belonging to the field of mechanical processing equipment and comprises a cutter shaft and a sleeve and a field coil, wherein, the sleeve in the knife shaft, the sleeve and the cutter rod seal is formed between the annular cavity axis, the excitation coil is sheathed on the knife shaft, and the excitation coil is located in an annular cavity, the excitation coil has a lead connected with the power supply. The vibration cutter can inhibit when machining cylindrical chatter, through changing the applied current is applied to the excitation coil size can change the size of the external magnetic field strength, and then change the dynamic characteristics of the vibration damping device (mainly refers to the natural frequency and damping), the ultimate realization of flutter suppression effect when machining cylindrical purpose.

【技术实现步骤摘要】
减振刀杆以及车床
本技术涉及机械加工设备领域，具体而言，涉及一种减振刀杆以及车床。
技术介绍
在金属切削加工过程中时常会伴随着颤振的发生，而颤振严重影响工件的质量、精度和切削效率。针对这种危害，国内外研究者对振动理论及控制方法做了很多研究。目前主要的振动方法分为被动控制、主动控制和半主动控制。被动控制的装置结构简单，易于实现，可靠性好，但是该方法性能单一，不能满足一些复杂的控制；主动控制对检测的精度和控制系统的要求都很高，此外时滞对控制的效果影响也比较大；而半主动控制兼具了被动控制和主动控制的优点，尤其是近些年压电陶瓷、形状记忆合金、磁流变液等智能材料得应用，使得半主动控制对振动的抑制更加有效了。磁流变材料最早由美国学者J.Rabinow专利技术，在无外加磁场的情况下，磁流变液中的固体颗粒会杂乱的自由分布，当有外加磁场后，固体颗粒会聚集成链，磁流变液会有液态变为类固态，并具有一定的剪切屈服强度。当外加磁场消失后，磁流变液又会迅速的转换为液态，这个过程是毫秒级的。磁流变液具有刚度和阻尼可控、响应迅速、能耗低、工作电压较低等优点，对于其在半主动控制的应用前景比较广泛。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种减振刀杆，以改善传统的金属切削加工过程中时常会伴随着颤振的发生，而颤振严重影响工件的质量、精度和切削效率的问题。本技术的目的还在于提供一种车床，以改善传统的金属切削加工过程中时常会伴随着颤振的发生，而颤振严重影响工件的质量、精度和切削效率的问题。本技术的实施例是这样实现的：基于上述第一目的，本技术提供了一种减振刀杆，包括刀杆轴、套筒以及励磁线圈，其中，所述套筒套设在所述刀杆轴外，所述套筒与所述刀杆轴之间形成密封的环形空腔，所述励磁线圈套设在所述刀杆轴外，且所述励磁线圈位于所述环形空腔内，所述励磁线圈具有用于与电源连接的引线。在本技术较佳的实施例中，所述刀杆轴沿其长度方向具有与车床连接的连接端以及用于安装刀具的安装端，所述套筒套设在所述刀杆轴的靠近所述安装端的端部。在本技术较佳的实施例中，所述套筒的周壁上设置有开孔，所述引线穿设于所述开孔。在本技术较佳的实施例中，所述套筒与所述刀杆轴间隙配合。在本技术较佳的实施例中，所述套筒包括筒体以及端盖，所述筒体套设在所述刀杆轴上，所述端盖套设在所述刀杆轴上，所述端盖位于所述筒体与所述刀杆轴的连接端之间，所述筒体与所述刀杆轴之间形成环形槽，所述端盖封盖在所述环形槽的靠近所述连接端的槽口处使所述刀杆轴、所述筒体以及所述端盖围成所述环形空腔，所述筒体与所述刀杆轴固定连接，所述端盖与所述筒体固定连接。在本技术较佳的实施例中，所述筒体与所述端盖通过螺钉连接，所述筒体与所述刀杆轴通过螺钉连接。在本技术较佳的实施例中，还包括密封圈，所述端盖与所述刀杆轴之间通过所述密封圈轴向密封；所述端盖与所述筒体的接触端面处通过所述密封圈径向密封；所述筒体与所述刀杆轴的接触端面处通过所述密封圈径向密封。在本技术较佳的实施例中，所述筒体的周壁上设置有进出口，所述进出口内密封插装有橡胶堵头。在本技术较佳的实施例中，所述环形空腔内填充有磁流变液。基于上述第二目的，本技术提供了一种车床，包括所述的减振刀杆。本技术实施例的有益效果是：综上所述，本技术实施例提供了一种减振刀杆，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该减振刀杆能够抑制车削外圆时颤振的发生，通过改变外加施加在励磁线圈上的电流大小从而改变外加磁场强度大小，进而改变整个减振装置的动态特性(主要指固有频率和阻尼)，最终实现有效抑制车削外圆时发生颤振的目的。具体如下：本实施例提供的减振刀杆，减振刀杆包括有刀杆轴，刀杆轴的一端安装在车床的刀座上，刀杆轴的另一端用于安装改造后的普通车刀，刀杆轴的外部套设有套筒，套筒的内周面与刀杆轴的外周面之间形成了密封的环形空腔，使用时，环形空腔内充满了磁流变液，在无外加磁场的情况下，磁流变液中的固体颗粒会杂乱的自由分布，当有外加磁场后，固体颗粒会聚集成链，磁流变液会有液态变为类固态，并具有一定的剪切屈服强度。当外加磁场消失后，磁流变液又会迅速的转换为液态，这个过程是毫秒级的。同时，在刀杆轴外套设有励磁线圈，励磁线圈具有与外部电源连接的引线，该减振刀杆采用了磁流变液剪切和挤压混合工作模式，通过调节线圈上施加的电流大小改变外加磁场强度大小，从而实时的改变减振刀杆的刚度和阻尼等动态特性，有效的抑制颤振的发生。该减振刀杆有益于提高车削外圆时工件的表面质量、精度和切削效率，延长机床－刀具系统的使用寿命。本实施例提供的车床包括上述的减振刀杆，具有减振刀杆的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例的减振刀杆的剖视图；图2为本技术实施例的减振刀杆的变形结构的剖视图；图3为本技术实施例的减振刀杆的剖视图(充斥磁流变液)；图4为本技术实施例的减振刀杆的橡胶堵头的结构示意图。图标：100－刀杆轴；110－安装端；120－连接端；200－套筒；210－筒体；211－开孔；212－进出口；220－端盖；300－励磁线圈；310－引线；400－螺钉；500－磁流变液；600－密封圈；800－橡胶堵头。具体实施方式在金属切削加工过程中时常会伴随着颤振的发生，而颤振严重影响工件的质量、精度和切削效率。针对这种危害，国内外研究者对振动理论及控制方法做了很多研究。目前主要的振动方法分为被动控制、主动控制和半主动控制。被动控制的装置结构简单，易于实现，可靠性好，但是该方法性能单一，不能满足一些复杂的控制。主动控制对检测的精度和控制系统的要求都很高，此外时滞对控制的效果影响也比较大。鉴于此，本技术设计者设计了一种减振刀杆以及车床，采用了磁流变液500挤压和剪切的混合工作模式，通过调节线圈上施加的电流大小改变外加磁场强度大小，从而实时的改变减振刀杆的刚度和阻尼等动态特性，有效的抑制颤振的发生。该专利技术有益于提高车削外圆时工件的表面质量、精度和切削效率，延长机床-刀具系统的使用寿命。为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减振刀杆，其特征在于，包括刀杆轴、套筒以及励磁线圈，其中，所述套筒套设在所述刀杆轴外，所述套筒与所述刀杆轴之间形成密封的环形空腔，所述励磁线圈套设在所述刀杆轴外，且所述励磁线圈位于所述环形空腔内，所述励磁线圈具有用于与电源连接的引线。

【技术特征摘要】
1.一种减振刀杆，其特征在于，包括刀杆轴、套筒以及励磁线圈，其中，所述套筒套设在所述刀杆轴外，所述套筒与所述刀杆轴之间形成密封的环形空腔，所述励磁线圈套设在所述刀杆轴外，且所述励磁线圈位于所述环形空腔内，所述励磁线圈具有用于与电源连接的引线。2.根据权利要求1所述的减振刀杆，其特征在于，所述刀杆轴沿其长度方向具有与车床连接的连接端以及用于安装刀具的安装端，所述套筒套设在所述刀杆轴的靠近所述安装端的端部。3.根据权利要求1所述的减振刀杆，其特征在于，所述套筒的周壁上设置有开孔，所述引线穿设于所述开孔。4.根据权利要求1所述的减振刀杆，其特征在于，所述套筒与所述刀杆轴间隙配合。5.根据权利要求4所述的减振刀杆，其特征在于，所述套筒包括筒体以及端盖，所述筒体套设在所述刀杆轴上，所述端盖套设在所述刀杆轴上，所述端盖位于所述筒体与所述刀杆轴的连接端之间，所述筒体与所述刀杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，贾哲，杨权，李楠，张钧哲，王小鹏，王萌，付强，李子楠，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：新型
国别省市：宁夏,64