抑制振动的可调谐钻杆及其方法技术

公布了一种具有动态吸振器（３０）的可调谐刀杆（１０），其中利用至少一个沿纵向可移动的压板（７５，８０）在两个合成橡胶支承件（６５，７０）之间压缩一个吸振器质量（５０），以动态地调谐刀杆（１０）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
先前技术描述在金属切削操作中，在切削刀具和工件之间的任何振动运动会导致不希望的切削性质，如不良的工件表面光洁度和最终工件的超差。另外，这种振动会造成切削刀具或机床工具的损坏。为了减少这些振动，可以降低金属去除率。但是，这种方法影响生产率，并且仅轻微地减少振动量。消除钻杆中振动的办法还包括采用由整体硬质合金制造的钻杆。由于其固有的高密度，整体硬质合金减小了传给钻杆的颤抖和振动。但是，整体硬质合金太贵。另外，虽然整体硬质合金的固有高密度减小了传给钻杆的颤抖和振动，振动还是会达到不能接受的量级。还有，整体硬质合金很脆，在使用或安装时对钻杆的很小冲击会不小心损坏钻杆。减少钻杆振动的另一个办法包括在钻杆上或钻杆内安装一个动态吸振器，如美国专利号3,774,730中公布的吸振器，它包括一个支承在橡胶衬套上的高密度材料的圆柱形质量。当最佳调谐时，对钻杆振动的响应引起的质量振荡抵消了钻杆振动。可以对工件或钻杆振动速度、钻杆长度和连接在钻杆端的切削刀具类型调节吸振器的频率来适应钻杆。沿纵向推压在圆柱形质量两端的压板来进行这种调节，由此压缩橡胶衬套靠到质量上。同时偏移质量的位置和改变橡胶衬套的刚度，以改变圆柱形质量的动态特性。但是，即使采用这种现有的设计，在不同条件下每次使用钻杆时，必须采用在车间现场可能有或没有的复杂设备来调谐。美国专利号3,774,730一般性地介绍了具有一个动态吸振器的可调谐刀杆的设计，但是，这种刀杆也必须采用在车间现场可能有或没有的复杂设备，每次在不同条件下使用时调谐这种刀杆。所以，本专利技术的目的是提供一种具有动态吸振器的可调谐钻杆，能够可靠地抑制振动和能够调谐而不需要在每次切削条件改变时使用复杂的设备。专利技术概述本专利技术是指调谐一个直径为D的刀杆的方法，其中以沿刀具不同的长度把刀杆支承到金属加工机床上来确定不同的长度与直径比。刀杆具有一个有一条纵向轴线的柄和一个在柄内沿轴线延伸的中心空腔。中心空腔确定了一个空腔壁。刀杆还具有一个适于接纳切削刀具的刀杆头。刀杆头在柄的刀具端作为一个单件或与柄成整体地与柄连接。此外，刀杆具有一个可调谐的吸振器，一个吸振器质量插在中心空腔内。质量具有一个第一端、一个第二端和一个包围每一端的合成橡胶支承件。最后，在靠近每个合成橡胶支承件的每个吸振器质量端上刀杆具有一个压板，其中至少一个压板可以沿纵向轴线移动，压缩合成橡胶支承件靠到吸振器质量上。该方法包括以下步骤a)把至少一个可动压板定位到一个基准位置，在该位置上每个合成橡胶支承件的压缩量为已知，b)以自柄端的第一长度L1把柄支承在金属加工机床上，确定第一长度与直径之比，以及c)把压板从基准位置移到一个预定的第一调谐位置，调节对每个合成橡胶支承件的压缩量，由此使得以第一长度直径比支承的刀具的振动最小。本专利技术还指一个外径为D的可调谐刀杆，它可以沿刀具的不同长度L支承到金属加工机床上来确定不同的长度与直径比。刀杆具有一个有一条纵向轴线的柄，其中一个中心空腔沿轴线在柄内延伸，以及其中中心空腔确定了一个空腔壁。刀杆还具有一个刀杆头，它适于接纳一个切削刀具并且在刀具端作为一个单件或成整体地与刀杆连接。刀杆还具有一个可调谐的吸振器，它具有一个插在中心空腔内的吸振器质量，其中质量具有一个第一端、一个第二端和一个包围每一端的合成橡胶支承件。此外，在靠近每个合成橡胶支承件的每个吸振器质量端上刀杆具有一个压板，其中至少一个压板可以沿纵向轴线移动，压缩合成橡胶支承件靠到吸振器质量上。此外，刀杆具有一个定位件，用于沿纵向轴线从一个位置到另一个位置移动可动压板。最后，刀杆具有调谐指示器，用于指示至少一个可动压板沿纵向轴线的位置。附图简述考虑到结合附图阅读的详细描述，本专利技术及其目的和优点将会更明显，其中附图说明图1是先前技术并说明了一个刀杆的剖视图；图2按照本专利技术一个实施例，说明了图1中用II标记的放大截面部分的替代实施例；图3按照本专利技术第二个实施例，说明了图1中箭头III-III所强调部分的俯视图；以及图4按照本专利技术第三个实施例，说明了刀杆端的一个替代实施例的剖视图。本专利技术的详细描述本专利技术是指一个刀杆10，为了便于讨论，这里是一个用于在工件中钻深孔的钻杆。图1说明了先前技术的钻杆10，这是本专利技术方法要着手解决的一种钻杆类型。将讨论这种设计的变化和提供对这种装置的本专利技术的几个实施例。如镶装刀片15的切削刀具可以以常规方式装到钻杆头20上，钻杆头在柄的一端27与钻杆柄25连接。在金属加工操作中采用钻杆10将产生振动，振动通过钻杆10影响切削过程的稳定性。为此，钻杆10上设有一个可调谐的吸振器30，来阻尼在钻杆10产生的频率振动。钻杆10具有一个中心空腔35，从钻杆端27向内延伸到空腔底部36。钻杆10支承在柄25的端45上。按照本专利技术，钻杆10可以具有从八分之三英寸到九英寸的外径。可调谐吸振器30为大致圆柱形的吸振器质量50，它具有一个带端区57的第一端55和一个带端区62的第二端60。把吸振器质量50插入钻杆柄25的中心空腔35内。每个端区分别具有一个面向外的锥面58，61。锥面58，61与平行于纵向轴线L的线形成一个40一90度的角A。第一合成橡胶支承件65和第二合成橡胶支承件70分别包围了吸振器质量50第一端55上的锥面58和第二端60上的锥面61。一个第一压板75和一个第二压板80位于中心空腔35内，靠近吸振器质量50的两端55，60。第一压板75具有一个面向内的锥面77，而第二压板80也具有一个面向内的锥面82。锥面77，82与平行于纵向轴线L的线形成一个40-90度的角B。每个压板75，80环绕着一个合成橡胶支承件65，70，使得压板75，80的面向内的锥面77，82推动每个合成橡胶支承件65，70靠到吸振器质量50第一端55和第二端60的相关锥面58，61上。第一压板75可沿着纵向轴线L在中心空腔35内移动。如一个调节螺钉的定位件85可用于调节合成橡胶支承件65，70靠到吸振器质量50上的压缩量。作为定位件，调节螺钉85从钻杆10外表面延伸通过一个孔90与第一压板75接触。调节螺钉85与孔90螺纹配合，使得在螺钉头87上调节螺钉85的转动推动调节螺钉85的接触端89靠近或离开第一压板75，由此沿着纵向轴线L移动第一压板75来增加或减少合成橡胶支承件65，70的压缩量。在过去，为了调谐这个钻杆10，需要同时监测钻杆10的振动和拧紧或拧松调节螺钉85，由此调节合成橡胶支承件靠到吸振器质量50上的压缩量。但是，这个方法很麻烦，申请者意识到可以预先确定合成橡胶支承件靠到吸振器质量上所需的压缩量，使得在不同刀具条件下振动最小。这样，机床操作者可以简单地调节合成橡胶支承件65，70的压缩量来预先确定调谐的量级。具体地说，申请人发现一个包括以下步骤的调谐刀杆的方法。把至少一个可动压板75定位到一个基准位置，其中每个合成橡胶支承件65，70的压缩量为已知。在离开切削镶片15尖端的第一长度L1上，把直径为D的柄25支承在一个金属加工机床上，以确定一个第一长度直径比(L/D)。然后把压板75从基准位置移到一个预定的第一调谐位置来调节每个合成橡胶支承件65，70的压缩量，由此使得支承在第一长度L1上支承的刀杆振动最小。该方法还可以包括在离开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调谐外径为Ｄ的刀杆的方法，其中刀杆可以以刀具的不同长度Ｌ支承到金属加工机床上，来确定不同的长度与直径比，其中刀杆具有 ｉ）一个有一条纵向轴线的柄，其中一个中心空腔沿轴线在柄内延伸，以及其中中心空腔确定了一个空腔壁， ｉｉ）一个刀杆头，它适于接纳一个切削刀具并且在柄的刀具端与柄连接， ｉｉｉ）一个可调谐的吸振器，它具有一个插在中心空腔内的吸振器质量，其中质量具有一个第一端、一个第二端和一个包围每一端的合成橡胶支承件， ｉｖ）一个压板，在靠近每个合成橡胶支承件的每个吸振器质量端上，其中至少一个压板可以沿纵向轴线移动，压缩合成橡胶支承件靠在吸振器质量上。其中方法包括以下步骤： ａ）把至少一个可动压板定位到一个基准位置，在该位置上每个合成橡胶支承件的压缩量为已知； ｂ）以自柄端的第一长度Ｌ１把柄支承在金属加工机床上，确定第一长度与直径之比；以及 ｃ）把压板从基准位置移到一个预定的第一调谐位置，调节对每个合成橡胶支承件的压缩量，由此使得以第一长度直径比支承的刀具的振动最小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特A埃特林，埃利奥特L斯藤，
申请(专利权)人：钴碳化钨硬质合金公司，设计与制造方案有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]