新型动态特性可调面铣刀柄制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型动态特性可调的面铣刀柄，包括主轴接口部分、可调柄身部分、刀盘接口部分；刀柄接口部分可采用HSK接口形式，刀盘接口部分采用螺纹连接，可调柄身部分包括柄身主体、圆环体及内六角螺钉，为了使得面铣刀柄的动态特性调节范围尽可能的大，配合区域根据柄身主体长度等分为上部、中部、下部三部分，圆环体形式规格分为大、中、小三种，圆环体材料分别选用两种密度的材料。本实用新型专利技术可以通过调节面铣刀柄的结构改变其动态特性，从而优化刀尖处的动态特性，获得需要的稳定切削极限图，同时避免由于断续切削引起的强迫振动，无需改变切削条件，尤其在切削参数选择氛围比较小的条件下更是一种有效的减振避振方式。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种刀柄，尤其是一种新型动态特性可调面铣刀柄。
技术介绍
切削振动是切削加工过程中常见的现象，其对切削加工质量、刀具寿命的影响十分不利。常见的振动类型有强迫振动和自激振动。自激振动主要分为再生型自激振动、摩擦型自激振动和模态耦合自激振动。在铣削过程中，由于断续切削导致的强迫共振以及再生型自激振动经常发生。在出现切削振动时，往往靠改变切削参数来避免振动的发生，这样经常会牺牲加工效率。也有很多研究人员研究了变速切削、在线调整刀具角度、采用不等距刀齿等方式减振方法的机理，但是这些方式都有一定的局限性。刀具系统直接参与切削，其动态特性对切削加工过程有直接影响，当断续切削刀齿通过频率或其倍频等于刀具处的固 有频率时就会发生强迫共振，同时用于优化切削参数的稳定切削极限图也与刀尖处的动态特性有直接关系。由于受到机床、刀具、工件、加工效率等因素的限制，切削参数的变动范围有限，因此通过调节刀具系统的动态特性优化切削稳定性极限图，同时避开断续切削频率及其倍频将是一种简便实用的减振避振方法。刀柄作为机床和刀具的过渡，其动态特性对刀尖处的动态特性有着重要影响，目前刀柄大部分都是整体式，可调节的比较少。
技术实现思路
为了克服上述现有产品的不足，本技术的目的在于提供一种新型动态特性可调面铣刀柄，用来最大限度的避免由于断续切削引起的强迫共振，以及同时优化稳定切削极限图曲线，获得最大的材料切除率。为了实现本技术的目的所采用的技术方案是一种新型动态特性可调面铣刀柄，包括主轴接口部分、可调柄身部分和面铣刀接口部分。其中可调柄身部分有主体和附加圆环体组成，通过配合连接，由内六角螺钉固定，柄身主体上加工有平面，方便螺钉可靠锁死，结构的动态特性(固有频率、模态刚度、模态阻尼、模态质量等)与结构的质量分布、刚度等有关系。柄身主体部分能够保证刀柄具有足够的刚度，圆环体用来调节刀柄的动态特性，为了最大限度的调节刀柄的动态特性，圆环体设计有大中小三种规格，材料有45钢(密度)和硬直合金(密度)两种。按照配合区域柄身分为上部、中部和下部三部分，三部分轴向长度相等，均可以与任以圆环体配合连接。本技术装拆方便，在调整结构时，只需将刀盘卸下，不用将刀柄从机床卸下来，从而可以消除由于刀柄重复定位带来的加工误差。可调柄身部分可用于任意形式主轴接口和面铣刀刀盘接口形式的刀柄上。以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明。图I为本技术结构图图2为本技术剖视图图3为圆环体主视图图4为优化稳定性极限图示意图图中I-主轴接口部分、2-上部柄身、3-中部柄身、4-下部柄身5-圆环体、6-刀盘接口部分。具体实施方式在图I、图2、图3、图4所示的第一实施例中，一种新型动态特性可调面铣刀柄，其特征在于包括主轴接口部分、可调柄身部分和面铣刀接口部分。其中可调柄身部分有主体和附加圆环体组成，通过配合连接，由内六角螺钉固定,柄身主体上加工有平面,方便螺钉可靠锁死，结构的动态特性(固有频率、模态刚度、模态阻尼、模态质量等)与结构的质量分布、刚度等有关系。柄身主体部分能够保证刀柄具有足够的刚度，圆环体用来调节刀柄的动态特性，为了最大限度的调节刀柄的动态特性，圆环体设计有大中小三种规格，材料有45钢(密度)和硬直合金(密度)两种。按照配合区域柄身分为上部、中部和下部三部分，三部分轴向长度相等，均可以与任以圆环体配合连接。在图I、图2、图3所示的第二实施例中，所述的圆环体最大外径有大、中、小三种规格，分别为70mm、90mm、110mm,每种规格均采用两种密度的材料,分别为45钢、硬质合金，可与上部柄身中部柄身下部柄身配合连接，并由螺钉固定在一起，可以将单个圆环体固定在任一段柄身上，也可以将两个或三个不同形式的半圆环体固定在柄身主体上。所述的柄身轴向长度相等，均可与圆环体配合连接，在柄身主体与圆环体配合处均有加工有平面，使螺钉将圆环体可靠固定。在图4所述的第三实施例中，刀尖处的固有频率、模态刚度、模态阻尼对切削稳定性极限曲线都有直接影响。结构的质量分布及其刚度对结构的动态特性有直接影响，因此本技术刀柄设计在理论上是可行的。可以利用有限元模态分析或者锤击实验获得不同状态下刀柄的动态特性。针对给定的机床加工系统就可以获得多种稳定性极限图，根据机床、刀片材料、工件材料等因素的限制，确定最佳的切削速度范围，通过在不同的柄身部位附加不同的圆环体，改变刀尖处的动态特性，从而优化稳定性极限图，使得最佳切削加工速度对应较大的稳定性切削轴向切深，尤其在重切削或者粗加工时获得高的金属的切除率。使用本技术时，尤其在精加工时，切削余量很小，发生再生型自激振动的几率很小，这时由于断续切削引起的强迫振动是影响加工质量的主要因素。由断续切削引起的强迫振动的机理当断续切削的频率及其倍频与刀具或者工件的固有频率一致时，就会导致激烈的强迫共振。断续切削频率的计算公式f= knz/60 (k=l、2、3…··) (I)式中η-主轴转速ζ面铣刀齿数。当面铣刀齿数给定时，断续切削频率就取决于主轴转速。因此，不同切削速度的选择就会对应不同的断续切削频率。通过上述公式(I)计算出断续切削的频率及倍频，通过模态测试或者半解析法获得刀具处的固有频率，如果频率一致，即可调整刀柄结构，改变刀具的固有频率，从而在断续切削时避免由于刀具因素导致的强迫共振。尤其在主轴转速选择受到限制的情况下，该选用该刀柄更是一种有效的避振措施。权利要求1.一种新型动态特性可调面铣刀柄，其特征在于包括主轴接口部分、可调柄身部分和面铣刀接口部分；其中可调柄身部分有主体和附加圆环体组成,通过配合连接，由内六角螺钉固定，柄身主体上加工有平面，方便螺钉可靠锁死，柄身主体部分能够保证刀柄具有足够的刚度，圆环体用来调节刀柄的动态特性，为了最大限度的调节刀柄的动态特性，圆环体设计有大中小三种规格，材料有45钢和硬直合金两种；按照配合区域柄身分为上部、中部和下部三部分，三部分轴向长度相等，均可以与任以圆环体配合连接。专利摘要本技术涉及一种新型动态特性可调的面铣刀柄，包括主轴接口部分、可调柄身部分、刀盘接口部分；刀柄接口部分可采用HSK接口形式，刀盘接口部分采用螺纹连接，可调柄身部分包括柄身主体、圆环体及内六角螺钉，为了使得面铣刀柄的动态特性调节范围尽可能的大，配合区域根据柄身主体长度等分为上部、中部、下部三部分，圆环体形式规格分为大、中、小三种，圆环体材料分别选用两种密度的材料。本技术可以通过调节面铣刀柄的结构改变其动态特性，从而优化刀尖处的动态特性，获得需要的稳定切削极限图，同时避免由于断续切削引起的强迫振动，无需改变切削条件，尤其在切削参数选择氛围比较小的条件下更是一种有效的减振避振方式。文档编号B23C5/26GK202639467SQ20122018022公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日专利技术者不公告专利技术人 申请人:申阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型动态特性可调面铣刀柄，其特征在于：包括主轴接口部分、可调柄身部分和面铣刀接口部分；其中可调柄身部分有主体和附加圆环体组成，通过配合连接，由内六角螺钉固定，柄身主体上加工有平面，方便螺钉可靠锁死，柄身主体部分能够保证刀柄具有足够的刚度，圆环体用来调节刀柄的动态特性，为了最大限度的调节刀柄的动态特性，圆环体设计有大中小三种规格，材料有45钢和硬直合金两种；按照配合区域柄身分为上部、中部和下部三部分，三部分轴向长度相等，均可以与任以圆环体配合连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：申阳，
类型：实用新型
国别省市：