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中国人自己的阻尼减振刀具!填补国内空白

 博奥99 2019-03-15

切削振动产生的原因

刀具所产生的切削振动大多发生在薄壁零件的切削加工、细长杆的车削以及镗削和铣削所使用的大长径比刀杆等等。

通常情况下,按照其振动所产生的机理会把在加工过程中所产生的振动分为三种:受迫振动、自由振动、自激振动。

其中受迫振动是系统受到外界周期性干扰力所产生的振动,可以通过尽量减小外界干扰力来降低振动;自由振动属于阻尼衰减振动,是初始系统受到外界的干扰力所致;自激振动又叫做切削颤振,是指在进行切削加工过程时,机床自身的调节环节把来自外界的固定能源的能量转变为振动的激振力,进而引起持续的周期性振动。维持切削颤振的激振力所需要的能量是由切削系统在加工过程中提供的,因此可以看出自激振动是切削加工系统自行激励时的受迫振动,其中切削系统所固有的参数决定了振动频率的大小,是完全不可避免的,只能通过调整切削加工系统本身的参数来降低。

阻尼减振车刀杆14倍径

阻尼减震镗刀

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减振刀具原理总结及缺陷分析

1.镶嵌硬质合金材料

减振措施:在刀杆的两边平行的嵌入刚度和强度大的硬质合金材料来提高静刚度。

局限性:由于受到两条加固材料的刚度、厚度以及它与刀体粘结的紧密程度的影响,这类刀杆的长径比的值也会受到一定的限制,—般适用于切削力比较小的加工场合。

2.优化刀体几何形状

减振措施:在对静刚度影响非常小的前提下减轻刀头部分的重量,并采用特殊结构。

局限性:应用头部切除法本身就会具有很大的局限性,而且其长径比也不可能达到很大。

3.刀杆内部安装减振子

减振措施:在刀杆前端去除部分材料得到空腔,并在其中加装一个弹性体和质量块用来组成冲击减振装置。

局限性:减振决材料密度的增加会受到限制,并且这种刀具的使用寿命还会严重受制于阻尼器的使用寿命。

4.刀杆内部添加减振颗粒

减振措施:在刀杆前端去除一部分得到一个空腔,在其内部添加颗粒物质,利用颗粒之间的碰撞来和摩擦来消耗掉振动能量。

局限性:阻尼的减振效果与空腔大小、填充比、颗粒种类等因素有关。但却没有完善颗粒阻尼特性的理论模型;像颗粒运动时的接触力便无法测量,只能通过模拟间接获得近似值。

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