本发明专利技术属于切削加工技术领域，本发明专利技术提出了一种薄壁件切削抑振装置，本发明专利技术提出的薄壁件切削抑振装置，结合冲击耗散振动能量、压电片转换振动能量的原理设计了减振装置。使用时，将薄壁件切削抑振装置与薄壁件连接，在薄壁件振动时，振动能量会传递给冲击耗散单元，冲击耗散单元的振动质量部会反复冲击外壳，将能量以冲击耗能形式耗散从而实现抑振。同时压电转换单元将冲击动能转变为电能，通过能量转换实现抑振。压电片输出的电压与振动强弱有关，可反映出振动幅值，振动频率等信息，后续可用于振动过程监测。
【技术实现步骤摘要】
一种薄壁件切削抑振装置
本专利技术属于切削加工
，具体涉及一种薄壁件切削抑振装置。
技术介绍
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。薄壁零件广泛应用于航空航天领域。在薄壁零件的加工过程中，薄壁件的弱刚性特征极易引发切削颤振。颤振导致加工表面质量恶化、切削效率降低以及刀具磨损加剧等系列危害，必须加以避免。工程上常采用的方法包括降低切削用量、优化走刀轨迹以及设计辅助工装等，但由于切削参数可选区间小，严重制约加工质量与效率。主动和被动抑振技术是抑制工程结构振动的有效方法。主动抑振适应性强，能够对多阶振动模态进行抑制，并有多种驱动方式和控制算法实现减振，但控制系统复杂、附加驱动装置体积过大，给实际应用带来一定困难。相比主动抑振，被动式抑振结构简单、无需外部能源输入，被广泛使用于有空间限制的场合。其中，单自由度动力吸振器效果明显，在加工振动抑制中已有应用。但动力吸振器抑振效果取决于参数的精确设计，且与主结构动力学参数密切相关，抑振带宽较小。冲击阻尼器以能量耗散方式实现振动抑制，抑振频带较宽。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决现有技术中用于切削加工的被动阻尼器效果受限，且抑振带宽较窄的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提出了一种薄壁件切削抑振装置，用于抑制薄壁件在切削加工过程中的振动，所述薄壁件切削抑振装置包括：外壳，所述外壳设有用于连接所述薄壁件的连接端面，所述外壳的内部形成安装腔；冲击耗散单元，所述冲击耗散单元安装在所述安装腔中，所述冲击耗散单元包括轴部和套设于所述轴部的外侧的至少一个振动质量部，所述轴部与所述外壳连接，所述振动质量部以可滑动的方式与所述轴部连接，并且所述振动质量部能够在所述轴部的轴向固定范围内滑动，所述轴部的轴向方向与所述连接端面垂直；压电转换单元，所述压电转换单元与所述外壳或所述振动质量部固定连接，所述振动质量部沿所述轴部的轴向滑动并且所述振动质量部靠近所述外壳时，所述压电转换单元被挤压在所述外壳和所述振动质量部之间。本专利技术提出的薄壁件切削抑振装置，结合冲击耗散振动能量、压电片转换振动能量原理设计了抑振结构。在薄壁件振动时，振动能量传递给冲击耗散单元，振动质量部会反复冲击外壳，将能量以冲击耗能形式耗散从而实现抑振。同时压电转换单元将冲击动能转变为电能，该过程使压电片在薄壁件切削抑振装置中等效于阻尼元件，实现了能量转换抑振，同时，输出的电压与振动强弱有关，可反映出振动幅值，振动频率等信息，后续可用于振动过程监测。另外，根据本专利技术的薄壁件切削抑振装置，还可具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述压电转换单元包括至少一个压电片和与所述压电片对应设置的至少两个导线，所述导线的一端与所述压电片连接，所述导线的另一端用于连接用电设备。在本专利技术的一些实施例中，所述轴部为沿所述外壳的轴向方向设置的圆柱形中心轴，所述振动质量部为套设在所述中心轴的外侧的盘型质量块。盘型质量块与压电片冲击的端面设计为窄圆环面。在本专利技术的一些实施例中，所述振动质量部的数量为两个，两个所述振动质量部分别套设于所述轴部的两端，所述冲击耗散单元还包括设于两个所述振动质量部之间的弹性部，所述弹性部的两端分别与所述两个振动质量部连接。在本专利技术的一些实施例中，所述弹性部为弹簧。在本专利技术的一些实施例中，所述外壳包括顶板、壳体和底板，所述壳体呈筒型结构，所述壳体的内部形成所述安装腔，所述顶板和所述底板分别装配于与所述壳体的轴向两端。在本专利技术的一些实施例中，所述壳体设有至少一个导槽，所述顶板设有至少一个卡板，所述卡板的数量与导槽的数量相同，所述顶板的外形与所述壳体的开口相适配，所述卡板的位置与所述导槽的位置相对应，所述卡板卡接于所述导槽中，所述卡板的一端和所述导槽的槽底之间留有空隙，所述导线通过所述空隙穿出至所述壳体的外部。在本专利技术的一些实施例中，所述薄壁件切削抑振装置还包括至少一个滑动轴承，所述振动质量部通过所述滑动轴承与所述轴部连接。在本专利技术的一些实施例中，所述薄壁件切削抑振装置还包括滚动轴承和调节螺母，所述外壳的一端设有轴承孔，所述滚动轴承嵌入在所述轴承孔中，所述轴部的一端通过所述滚动轴承与所述外壳连接，所述外壳的另一端设有螺纹孔，所述轴部的另一端与所述螺纹孔螺接，并且所述轴部穿出所述外壳并且与所述调节螺母螺接。在本专利技术的一些实施例中，所述轴部、所述振动质量部、所述弹性部和所述外壳的各自轴线位于同一轴线上。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的剖视示意图；图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的结构示意图；图3示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的壳体的结构示意图；图4示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的轴部以及弹性部的结构示意图；图5示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的底板的俯视示意图；图6示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的顶板的俯视示意图；图7示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的顶板的仰视示意图；图8示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置的分解结构图；图9示意性地示出了根据本专利技术实施方式的薄壁件切削抑振装置在薄壁件上的安装示意图；附图中各标记表示如下：100：抑振装置、200：薄壁件；1：振动质量部、11：上部质量块、12：下部质量块；2：外壳、21：底板、211：底板压电片固定槽、22：第一垫片、23：螺钉、24：第二垫片、25：调节螺母、26：顶板、261：顶板压电片固定槽、262：卡板、263：内螺纹、264：轴承孔、27：壳体、271：螺纹孔、272：导槽；31：压电片；41：弹簧；51：滑动轴承、52：中心轴、53：滚动轴承。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种薄壁件切削抑振装置，用于抑制薄壁件在切削加工过程中的振动，其特征在于，所述薄壁件切削抑振装置包括：/n外壳，所述外壳设有用于连接所述薄壁件的连接端面，所述外壳的内部形成安装腔；/n冲击耗散单元，所述冲击耗散单元安装在所述安装腔中，所述冲击耗散单元包括轴部和套设于所述轴部的外侧的至少一个振动质量部，所述轴部与所述外壳连接，所述振动质量部以可滑动的方式与所述轴部连接，并且所述振动质量部能够在所述轴部的轴向固定范围内滑动，所述轴部的轴向方向与所述连接端面垂直；/n压电转换单元，所述压电转换单元与所述外壳固定连接，所述振动质量部沿所述轴部的轴向滑动并且所述振动质量部靠近所述外壳时，所述压电转换单元被挤压在所述外壳和所述振动质量部之间。/n
【技术特征摘要】
1.一种薄壁件切削抑振装置，用于抑制薄壁件在切削加工过程中的振动，其特征在于，所述薄壁件切削抑振装置包括：
外壳，所述外壳设有用于连接所述薄壁件的连接端面，所述外壳的内部形成安装腔；
冲击耗散单元，所述冲击耗散单元安装在所述安装腔中，所述冲击耗散单元包括轴部和套设于所述轴部的外侧的至少一个振动质量部，所述轴部与所述外壳连接，所述振动质量部以可滑动的方式与所述轴部连接，并且所述振动质量部能够在所述轴部的轴向固定范围内滑动，所述轴部的轴向方向与所述连接端面垂直；
压电转换单元，所述压电转换单元与所述外壳固定连接，所述振动质量部沿所述轴部的轴向滑动并且所述振动质量部靠近所述外壳时，所述压电转换单元被挤压在所述外壳和所述振动质量部之间。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁件切削抑振装置，其特征在于，所述压电转换单元包括至少一个压电片和与所述压电片对应设置的至少两根导线，所述导线的一端与所述压电片连接，所述导线的另一端用于连接用电设备。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁件切削抑振装置，其特征在于，所述轴部为沿所述外壳的轴向方向设置的圆柱形中心轴，所述振动质量部为套设在所述中心轴的外侧的盘型质量块，且振动质量部与压电片冲击的端面为窄圆环面。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁件切削抑振装置，其特征在于，所述振动质量部的数量为两个，两个所述振动质量部分别套设于所述轴部的两端，所述冲击耗散单元还包括设于两个所述振动质量部之间的弹性部，所述弹性部的两端分别与所述两个振动质量部连接。抑振装置静止时弹性部将两个振动质量部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅青，申睿，米尔科夫，张素燕，史海军，何万林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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