减振刀具制造技术

提供一种具有以下结构的减振刀具。其中在刀具本体顶端的内部形成中空部分，配重部件的一端连接在该中空部分顶端的内壁表面上。配重部件的外圆周表面和中空部分的内表面之间的空隙中填充着粘弹体。该配重部件的一端形成直径较小的轴部。刀具本体在中空部分底端一侧的分界面处可以分成两部分，并能自由拆卸和安装。此外，把配重部件的另一端的内部挖空，以形成一孔部分。这样就能不受切削加工时所产生的热量的影响，以简单的构造吸收高频振动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能在机加工切削材料过程中抑制所产生的振动的减振刀具。
技术介绍
以往，在刀杆之类的刀具本体上，安装上装有不重磨刀片的头部，在使刀具本体绕着轴线旋转的过程中将刀具进给，进行被切削材料的切削加工，或者，在镗杆之类的刀具本体的顶端装上不重磨刀片，使其对绕着轴线旋转的工件进行切削加工。此时，机床的夹持部分以悬臂的方式夹持着刀具本体的底端，当用不重磨刀片的切削刃加工工件时，会产生因从夹持部分到切削刃的伸出长度的缘故而造成刀具的固有振动等等，以及由于切削抗力施加在刀具上的振动等等而产生共振的高频振动。这种高频振动将随着伸出部分的长度L与刀具本体的直径D之比L/D的增大而越来越严重，会使得被加工材料的表面光洁度变劣，或在严重的情况下还可能使刀具损坏。所以，L/D的比值设置大约3～4为上限值，例如，在加工金属压型的深槽或用镗杆进行镗削加工所需L/D比值增大的情况下，就会发生困难。为了解决上述问题，例如，在日本专利公开公报特开平11-19838中所公开的那样，用弹性模量很高的材料来制造刀具本体，或者，如特开平9-94706中所公开的那样，在刀具本体的外圆周上，沿着它的轴线方向用钎焊固定一种超级硬度的部件。这样的刀具，借助于提高刀具本体的刚度，目的在于使刀具本体的固有振动频率升高，从而使其难以产生共振。但是，随着L/D比值的增大，高频振动也加剧了，所以不能从根本上解决问题。其他的解决方式有，例如，在特开昭59-1106号公报中所公开的，在刀具本体内部设置中空部分，借助于该中空部分内的两个呈环状的弹性部件来支承容纳在其中的配重部件，并且在上述中空部分的内表面与配重部件之间形成的空隙中密封填入硅油之类的粘性流体。图10是使用具有这种结构的旋转切削刀具的例子。在刀具本体100中产生的高频振动，会引发弹性地支承在弹性部件101、101上的配重部件102的振动，接着，配重部件102的振动，由于传递给填充在该配重部件102周围的粘性流体103而逐渐衰减。从而抑制刀具本体100的高频振动。即，由于这种刀具本体100具有由作为质量要素的配重部件102，作为弹性要素的弹性部件101、101，以及作为衰减要素的粘性流体103组成的动态吸振器。所以能借助于这种动态吸振器来衰减和吸收刀具本体100的振动。可是，作为动态吸振器的衰减要素使用的粘性流体103，具有容易受到热的影响而改变其粘度的缺点。在切削加工时产生的热量传递给粘性流体103，使得粘性流体103本身的温度上升时，粘度就会下降，衰减的效果就下降，就不能抑制高频振动了。而且，为了把这种粘性流体密封在刀具本体内部，不让它泄漏出来，必须要有密封结构，不能不使得刀具本体100的结构复杂化。还有，由于配重部件102是由弹性部件101、101支承的，在使用具有这种动态吸振器的刀具本体100作为旋转切削刀具时，随着刀具本体100的旋转，配重部件102会产生偏心现象，因而必须降低旋转速度，这就意味着这种结构不适用于旋转切削刀具。
技术实现思路
本专利技术就是有鉴于上述问题，目的是提供一种不受切削加工时的热量的影响，结构简单，能够抑制高频振动，并且刀具本体的伸出长度L与其直径D的比值L/D可以加大的减振刀具。为了解决上述问题，达到上述目的，本专利技术提供了一种减振刀具，其中，在顶端部分设有加工被切削材料的加工装置的刀具本体内部，形成中空部分；一个配重部件的一端连接在该中空部分的内壁表面上，同时，除了上述配重部件的连接部分之外，在它的其他部分与上述中空部分的内壁表面之间设有空隙，并且在上述空隙的至少一部分中填充了粘弹体；借助于上述配重部件和粘弹体构成动态吸振器，以衰减和吸收上述刀具本体的振动。借助于这种结构，当加工被切削材料时刀具本体发生高频振动时，作为动态吸振器的质量要素和弹性要素的配重部件，便以连接在中空部分的内壁表面上的一端作为固定端，进行相位与刀具本体的振动大致相反的振动。配重部件的这种振动，传递给填充在配重部件与中空部分的内壁表面之间的空隙中，作为衰减要素的粘弹体而逐渐衰减，最后，配重部件的振动能量逐渐转化为热能而发散掉，从而抑制了高频振动。此时，由于在动态吸振器中使用了作为衰减要素的粘弹体，所以只要使用比粘性流体更少的量，就能够获得更好的衰减效果。而且，由于不会受到切削加工时所产生的热量的影响，因而能稳定地保持设计阶段所要求的衰减性能。而且，不需要密封粘性流体用的密封结构了，可以获得结构简单的动态吸振器。此外，由于配重部件的一端连接在中空部分的内壁表面上，和刀具本体成为一个整体的构造了，所以即使将本专利技术用于旋转切削刀具，也不会产生质量偏心的情形。此外，本专利技术其特征在于上述中空部分从上述顶端部分沿着刀具本体的轴线方向延伸而形成。采用这样的结构，高频振动的振幅很大的刀具顶端部分设有由配重部件和粘弹体所构成的动态吸振器，它能在刀具本体的顶端部分有效地起减振的作用，从而能有效地抑制高频振动。此外，本专利技术其特征在于上述配重部件的一端连接在上述中空部分顶端或底端的内壁表面上。因为高频振动主要是在与刀具本体的轴线正交的方向上的振动，所以，借助于将配重部件连接在中空部分的顶端或底端的内壁表面上，使得与轴线正交的方向上的振动容易了，从而能够增大抑制振动的效果。此外，本专利技术其特征在于上述配重部件的一端形成小直径的轴。采用这样的结构，将在配重部件小直径(即，在一端)的轴部产生挠曲，容易引发配重部件的振动。而且，设定动态吸振器中的无阻尼固有振动频率很容易，还能适应广阔的频率范围。因而本专利技术可以适用于具有各种不同的无阻尼固有振动频率的刀具本体。此外，本专利技术其特征在于上述配重部件的与连接在内壁表面上的一端相反的另一端，也连接在上述内壁表面上。采用这样的结构，配重部件的两端都固定在刀具本体上了。以这两端作为固定端的中央部分就作为振动的波腹进行振动。这种振动模式中，以固定端作为振动的波节，以自由端作为振动的波腹进行振动，是一种更加高阶的振动模式，与频率很高的高频振动共振，从而有效地抑制了高阶的高频振动。此外，在上述配重部件的与连接在内壁表面上的一端相反的另一端，形成了将该配重部件的内部挖空的孔部分；以及借助于上述配重部件和粘弹体构成动态吸振器，以衰减和吸收上述刀具本体的振动。由于在上述配重部件的与连接在中空部分顶端的内壁表面上的一端相反的另一端，形成了将该配重部件的内部挖空的孔部分，所以配重部件的重心就偏移到刀具本体的顶端，即，便偏移到高频振动的振幅更大的刀具本体的顶端。从而能提高抑制高频振动的效果。此外，通过在配重部件上形成孔部分，与同样质量的不形成孔部分的配重部件相比较，它的外圆周表面积就增大了。这样，能够确保足够的填充粘弹体的空隙，在衰减效果不足的情况下，就能以多填充一些粘弹体作为补充。此外，本专利技术其特征在于上述刀具本体具有到达上述孔部分为止的轴部；以及上述粘弹体填充在上述轴部与上述凹部之间的至少一部分空隙内。由于与高频振动共振的配重部件的振幅是随着离开连接端的距离增大而增大的，在振幅大的配重部件的另一端形成的孔部分中填充作为衰减要素的粘弹体时，转变为热量的高频振动的振动能量增加。因此只使用少量的粘弹体就可能获得很出色的抑制振动的效果。此外，本专利技术其特征在于上述刀具本体可分开，并在上述中空部分的底端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减振刀具，其特征在于，一刀具本体，在其顶端设有加工待切削材料的加工装置，所述刀具本体有在其内部形成的一中空部分； 在所述中空部分的内壁表面上连接有配重部件的一端，上述配重部件上除了连接部分之外的其他部分与上述中空部分的内表面之间设有空隙；在上述空隙的至少一部分中填充了粘弹体； 由此上述配重部件和上述粘弹体构成动态吸振器，以衰减和吸收上述刀具本体的振动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥秀史，石川阳一，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]