专利名称：减振刀具的制作方法
技术领域：
本发明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。
背景技术：
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。
发明内容
本发明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，本发明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，所以即使将本发明用于旋转切削刀具，也不会产生质量偏心的情形。
此外，本发明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，本发明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，本发明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。因而本发明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，本发明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，本发明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，本发明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侧一位置处自由地拆除和安装。
如果采用这样的结构，通过将含有动态吸振器的刀具本体顶端部分拆卸下来，并在刀具本体的底端部分直接安装上加工用的刀具，就能使用伸出的长度很短的刀具了。
此外，本发明其特征在于用高密度材料制成上述配重部件。
采用这样的结构，由于在保持配重部件的质量的同时，能减少它的尺寸，由此，就可能相应地减小在刀具本体上形成的中空部分的尺寸，从而能使刀具本体的刚度保持在一高的水平。
下面，参照附图详细描述本发明的实施例，将使本发明的上述和其它目的和特征更加清楚。
图1A是按照本发明第一实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图1B是沿图1A中的A-A线的断面图；图2是按照本发明第二实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图3是按照本发明第三实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图4A是按照本发明第四实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图4B是沿图4A中的B-B线的断面图；图5是按照本发明第五实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图6是按照本发明第六实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图7是按照本发明第七实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图；图8A是以往的减振刀具的局部剖开的侧视图；图8B是沿图8 A中的B-B线的断面图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
图1A是按照本发明第一方面的减振刀具的局部剖开的侧视图；图1B是沿图1A中的A-A线的断面图。
如图1所示，按照第一实施例的减振刀具10，是一种主要由刀具本体11和头部分14(即切削装置)形成的旋转切削刀具。本体11由例如，用钢材制成，并有一以悬臂方式支承在机床的夹持部分上的底端。刀具本体11大致呈圆柱形并绕着轴线O旋转。在头部14的头部本体12的顶端的外圆周上安装了多块不重磨刀片13。
如图1所示，头部14借助于紧固螺钉(图中未表示)可折卸地安装在刀具本体11的顶端部，并且与轴线O同轴线。头部14安装成使得每个不重磨刀片13的切削刃凸出于减振刀具10的顶端边和外圆周边。
在设有这种头部14的刀具本体11的顶端部的内部形成了大致呈圆筒形的中空部分15，中空部分15从该顶端部沿着刀具本体11的轴线O方向延伸。此外，在中空部分15内，容纳了一个大致呈圆柱形的配重部件17，该配重部件用与刀具本体11同样的钢材制成，其外径小于中空部分15的内径，与中空部分15的内壁表面16之间隔开一个空隙。另外，配重部件17沿轴线方向的一端17A与中空部分15的内壁表面16顶端的内壁表面16A连接。配重部件17与刀具本体11构造成为一个整体结构。配重部件17连接成使得其轴线与刀具本体11的轴线O同轴线。
此时，在除了与内壁表面16A连结的一端17A的连结部分之外的配重部件17其它部分与中空部分15的壁内表面16之间所形成的空隙中，至少有一部分充填了粘弹体18。在本实施例中，配重部件17与内表面16之间所形成的空隙中全部充填了粘弹体18。
这种粘弹体18的物理性能，在下列范围内较为适当杨氏弹性模量不大于1000(kPa)(使用速度为50mm/min的标准硬度试样)，JISK 2207标准中规定的针入度(硬度)为20～300(1/10mm)，JIS K6251标准中规定的抗拉强度为1～4000(kPa)，JIS K 6251标准中规定的延伸率为50～800(％)；更优选的适合材料其杨氏弹性模量不大于100(kPa)，针入度(硬度)为100～180(1/10mm)，抗拉强度为1～100(kPa)，延伸率为200～400(％)的粘弹体。在本实施例中，可以使用杨氏弹性模量为13(kPa)，针入度为150(1/10mm)，抗拉强度为30(kPa)，延伸率为340(％)的粘弹体18。
这里，中空部分15通过从刀具本体11的顶端向着底端设置一个与轴线O同轴线的孔而形成，然后，用安装有卷绕了粘弹体18的配重部件17的底板19，借助于螺塞或者钎焊工序之类把这个孔堵住。因此，刀具本体11就可以作为内部装有配重部件17和粘弹体18的单独一个整体来处理。
此时，当这种配重部件17和粘弹体18容纳在中空部分15中时，卷绕在底板19上配重部件17上的粘弹体18的厚度稍大于配重部件17的外圆周表面与中空部分15的内壁表面16之间所形成的空隙的厚度。即，在配重部件17和粘弹体18容纳在中空部分15中时，粘弹体18处于稍微受到压缩的状态。
此外，刀具本体11可以分为顶端侧一部分11A和底端侧一部分11B。顶端部分11A包括中空部分15并以位置更靠近底端部分的与轴线O正交的分割面P为界。顶端部分11A和底端部分11B能任意拆卸和组装。在顶端部分11A的分割面P上，在与轴线O正交的方向上形成了断面为方形的键PA。同时，在底端部分11B的分割面P上，也在与轴线O正交的方向上形成了与上述键PA配合的键槽PB。在将键PA嵌入键槽PB内之后，顶端部分11A用螺钉之类的紧固件把它牢固地连接在尾端部分11B上，使它们成为一个整体。
下面，说明按照本发明第一实施例的具备上述结构的减振刀具10的工作过程。
顶端部分上安装了头部14的刀具本体11在其尾端由机床的夹持部分以悬臂的方式支撑。这里，由于配重部件17的一端固定成使得与刀具本体11同在一根轴线上并成一个整体，即使刀具本体11旋转时，也不会互相呈偏心的状态，所以在切削加工中减振刀具10旋转时，能保持稳定的旋转状态。
这样，当许多不重磨刀片13的切削刃朝着被切削材料沿轴线O方向向顶端进给以使开始切削加工时，由于切削力的作用，刀具本体11将在与轴线O正交的方向产生高频振动。此时，连接在中空部分15顶端的内壁表面16A上的配重部件17将发生共振，并以配重部件17的连接的一端17A作为固定端，沿着与轴线O正交的方向，开始相位大致与刀具本体11的振动相反的振动。
因此，配重部件17的振动传递给填充在配重部件17与中空部分15的内壁表面16之间的粘弹体18而发生衰减。最终，这种振动的能量逐渐转变为热能而发散掉，从而抑制了高频振动。
即，在本发明的第一实施例中，由于减振刀具10在其刀具本体11内部具有由质量要素和弹性要素所形成的配重部件17，以及成为衰减要素的粘弹体18所构成的动态吸振器，所以能借助于这种动态吸振器吸收振动，使振动衰减。
此处，在设计上述动态吸振器时，应注意下列采用的公式。
对于动态吸振器的无阻尼固有振动频率(配重部件的无阻尼固有频率)ωω/Ω＝1/(1+μ)式中Ω刀具本体的无阻尼固有振动频率μ等效质量比(＝m/M)M刀具本体的等效质量m动态吸振器的等效质量(配重部件的等效质量)。
此外，动态吸振器的阻尼系数C，采用下列公式C＝Cc×(3μ/(8(1+μ)3))1/2(Cc＝2(mk)1/2)式中k动态吸振器的弹性常数(配重部件的弹性常数)。
动态吸振器的无阻尼固有振动频率ω和阻尼系数C，可以借助于改变配重部件17的大小和形状和改变粘弹体18的量来调整。采用能满足上述公式而设计出来的动态吸振器，就能有效地抑制所有各种外力所造成的振动。
如果通过增大粘弹体18的厚度试图增大粘弹体18的阻尼系数C以提高衰减效果，则在某个程度之后就会饱和。所以，为了增大粘弹体18的阻尼系数C以提高衰减效果时，增大粘弹体18与配重部件17接触的面积更加有效。
按照第一实施例的减振刀具10，由于在配重部件17进行相位与刀具本体11大致相反的振动的同时，粘弹体18还吸收这种振动，使其衰减，所以能够有效地抑制高频振动。因此，即使刀具本体11的长度L与其直径的比例L/D增大，也不会导致加工面的表面光洁度变劣，或者导致刀具本体11的损坏。例如，即使是在加工深度与直径(L/D)比例相当大的金属压模深槽的情况下，也不会出现问题。
此外，这种颤动是越靠近刀具本体11的顶端，其振幅越大，而且在垂直于刀具本体11的轴线方向的振动变成主要振动。然而，与此相比由于在刀具本体11顶端部分内形成了中空部分15，动态吸振器设在其中，而且，配重部件17的一端17A与轴线O同轴线地和中空部分15顶端的内壁表面16A连接，这样，配重部件17就趋于在正交于轴线O的方向上振动，从而可能有效地抑制高频振动的振幅较大的头部14附近(顶端部分)的高频振动。
此外，由于在动态吸振器中使用了粘弹体18作为衰减的要素，所以能以比粘性流体更少的量获得更大的衰减效果。而且，由于不怕受切削加工时所产生的热量的影响，因而能够使动态吸振器稳定地保持设计阶段的衰减性能。更进一步，由于不需要在使用粘性流体时的那种防止氧化的措施和防止泄漏用的密封结构，所以可以获得结构简单的减振刀具10。
此外，由于配重部件17的一端17A与刀具本体11同轴线地连接在中空部分15的顶端的内壁表面16A上，并且因此配重部件17与刀具本体11成为一个整体的结构，所以即使当按照第一实施例的减振刀具10用作施转切削刀具并绕着轴线O旋转时，也不会因为旋转的离心力造成配重部件17偏心，而能够维持稳定的旋转状态。
更进一步，在上述第一实施例中，由于刀具本体11能在分割面P上分割成具有中空部分15的顶端部分11A和底端部分11B，并且可以任意拆卸和装配，所以有可能在不需要增大的L/D的比例时，可以把具有中空部分15的顶端部分11A，即，具有动态吸振器的顶端部分11A拆下来之后，直接把头部14连接在尾端部分11B上。这样，不需要把刀具本体11的底端从机床夹紧部分上拆下来，就能够变更伸出的长度了。
在这样的情况下，由于不需要增大的L/D，不会产生高频振动，所以，即使没有动态吸振器，也不会发生问题。
下面，说明本发明的第二实施例。凡是与第一实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图2是按照本发明的第二实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图2所示，按照第二实施例的减振刀具20的配重部件17的端部17A设有与刀具本体11的轴线O同轴线但其直径很小的轴部。配重部件17就借助于该小直径轴部的端部17A连接在中空部分15顶端的内壁表面16A上。此外，虽然在这种减振刀具20中，粘弹体18是填充在除配重部件17的端部17A以外的圆筒形外表面与中空部分15的内壁表面16之间的空隙中，但，根据动态吸振器设计的要求，也可能减少用于填充此空隙的粘弹体的填充量，或者填充在该空隙的其他部位中。
按照具有上述结构的减振刀具20，在配重部件17的直径很小(即，端部17A)的轴部很容易产生挠曲，因而也很容易引起配重部件17的振动。可是，由于动态吸振器中的无阻尼固有振动频率ω的设定，也就是等效质量m和弹性常数k的设定可以很容易地进行并在很宽的范围内。因而，对于具有各种不同的无阻尼固有振动频率Ω的刀具本体11来说，就能够很容易地确保抑制高频振动的效果。
下面，说明本发明的第三实施例的减振刀具。凡是与第一和第二实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图3是按照本发明的第三实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图3所示，按照第三实施例的减振刀具30的配重部件17的端部17A设有直径很小的轴部，它与中空部分15顶端的内壁表面16A固定连接。另外，而与该端部17A相反的另一端17B，也是直径很小的轴部，它与中空部分15的底端的内壁表面16B固定连接。此时，在与配重部件17和粘弹体18以及底板19一起插入中空部分15中的时候，配重部件17的另一端17B通过插入孔16C中嵌入设置在底端一侧的内壁表面16B上的支承孔16C内。
按照具有上述结构的减振刀具30，配重部件17的两端17A、17B都是小直径的轴部，并且通过两端17A、17B将配重部件17固定连接在刀具本体11上。所以，当刀具本体11发生颤动时，就将引起配重部件17的以两端17A、17B为固定端，以配重部件17中央部分为波腹的振动。
此时，配重部件17在其两端17A、17B处很容易产生挠曲，也很容易在配重部件17中引发振动。
还有，在配重部件17中所激起的振动模式与固定的一端是振动的波节、自由端是振动的波腹的振动相比是一种阶级更高的振动模式。所以有可能对与高振动频率的振动共振的高阶的高频振动进行有效的抑制。
下面，说明本发明的第四实施例的减振刀具。凡是与第一到第三实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图4是按照本发明的第四实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图4所示，按照第四实施例的减振刀具40几乎与第二实施例的减振刀具20的结构相同，其区别是，与中空部分15顶端的内壁表面16A连接配重部件17的端部17A相反的另一端部17B的内部被控空，形成另一与刀具本体11的轴线O同轴线的呈圆柱形的孔部分17C。
在这种减振刀具40中，粘弹体18是填充在除了配重部件17的端部17B之外其圆筒形外圆周与中空部分15的内壁表面16之间，但，也可能减少填充的量，或者根据动态吸振器的设计填充满该空隙的其余部分。
按照本发明的第四实施例的减振刀具40，由于通过将与中空部分15顶端的内壁表面16A连接的配重部件17的端部17A相反的另一端部17B的内部挖空而形成的呈圆柱形的孔部分17C，所以配重部件17的重心就靠近刀具本体11的顶端，即，靠近高频振动的振幅大的刀具本体11的顶端。因而能提高抑制高频振动的效果。
此外，如上所述，为增大粘弹体18的阻尼减系数C并提高衰减效果，不是非要增加粘弹体18的厚度，增加粘弹体18与配重部件17接触的量更加有效。所以像第六实施例那样，如果在配重部件17上形成孔部分17C，就能确保配重部件17的圆筒形外表面具有很大的表面积。这样，当动态吸振器的衰减效果不足时，就可以填充更多的粘弹体18，以增大其与配重部件17的圆筒形外表面的接触面积来补充。
下面，说明本发明的第五实施例的减振刀具。凡是与第四实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图5是按照本发明的第五实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图5所示，按照第五实施例的减振刀具50的刀具本体11，具有轴部11C，该轴部从其中空部分15的底端的内壁表面16B，沿着与轴线O同轴线的方向伸出来，一直到达在配重部件17的另一端部17B上形成的孔部分17C内。而且，在该轴部11C与孔部分17C之间的空隙的至少一部分中，具有粘弹体18。在本实施例中，是在该轴部11C的外圆周面与孔部分17C的内圆周面之间的空隙中填充粘弹体18。
在具有上述结构的减振刀具50中，只有少量作为衰减要素的粘弹体18在配重部件17的孔部分17C中。可是，与高频振动共振的配重部件17的振幅是随着离开连接在刀具本体11的端部17A的距离增大而增大的。因而在具有振幅大的配重部件17的端部17B上形成的孔部分17C中的粘弹体18所受到的压缩比例很大。为此，由于转变成热量的高频振动的能量增加，因此，在第五实施例中，即使只采用少量的粘弹体18，也能取得充分的抑制振动的效果。
下面，说明本发明的第六实施例的减振刀具。凡是与第一到第五实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图6是按照本发明的第六实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图6所示，按照第六实施例的减振刀具60大致与第二实施例的减振刀具20的结构相同，减振刀具60不同在于，配重部件17是用密度7.9g/cm3的或更大高密度材料41制成的，例如，由密度大约为18g/cm3重金属制成的。
更详细的说，配重部件17具有一种结构，其中用钢材制成的小直径轴部42的周围卷绕用重金属制成的高密度材料41。在其小直径轴部42的没有卷绕高密度材料41的那一部分，则成为连接在中空部分15顶端的内壁表面16A上的端部17A。
按照具有这种结构的减振刀具60，当整个配重部件17由铜制成时，有可能使用更小的体积而达到同样质量，所以有可能降低在刀具本体11上形成的中空部分15的体积。这样刀具本体11的刚性可保持在很高水平，并有可能使高频振动更难以产生。
在第六实施例中，按照第二实施例减振刀具20中的配重部件17是用高密度材料制成的，但也可以把按照第一、第三、第四和第五实施例那样结构的配重部件17用高密度材料41来制成。
在以上的第一到第六实施例中，说明了把本发明用于旋转切削刀具的情况。在本发明的第七实施例中将说明本发明应用于车削刀具的情形。不过，凡是与第一到第六实施例相同的部分，都使用同样的标号，并省略其说明。图7是按照本发明的第七实施例的减振刀具的局部剖开的侧视图。
如图7所示，按照第七实施例的减振刀具70主要由刀具主体51和头部分54(即，加工装置)形成的车削刀具。刀具本体51大致呈圆柱形并由例如钢制成。刀具本体51还有由悬臂式地夹持在机床的夹持部分支撑的底部。在头部本体52的顶端角部装有不重磨刀片53的头部54(加工装置)。
如图7所示，头部54借助于连接螺钉(未示出)可折卸地安装在与轴线O同轴线刀具本体51顶端部分上。头部54安装成使得它的不重磨刀片53的切削刃凸出于减振刀具70的顶端。
在设有上述头部54的刀具本体51的顶端部分的内部，装有与上述第二实施例同样结构的，由配重部件17和粘弹体18所构成的动态吸振器。
具有上述结构的按照第七实施例的减振刀具70。当用装在头部54上的不重磨刀片53的切削刃对旋转的被切削材料进行切削加工时，由于切削力，在正交于刀具本体51的轴线O的方向上，会产生高频振动。此时，固定连接在中空部分15顶端的内壁表面16A上的配重部件17会产生共振，这种振动以配重部件17的连接端17A作为固定端，振动的方向与轴线O正交，振动的相位大致与刀具本体51的相位相反。
这样，配重部件17的振动传递给粘弹体18而发生衰减，最后，这种高频振动的能量逐渐转化为热能而散发掉，抑制了刀具本体51的高频振动。
值得注意，如上述第一到第六实施例那样，当把本发明用于旋转切削刀具时，从机床的夹持部分到切削刃的伸出的长度是始终使用相同的长度。但在第七实施例中，当把本发明用于车削刀具时，在安装到机床上的状态下，从机床的夹持部分到切削刃的伸出长度是变化的。这样，刀具本体51的无阻尼固有振动频率就会发生变化，就会产生不能发挥设计阶段所设想的动态吸振器的衰减性能的问题。因此，在第七实施例中，例如，如图7中的虚线所示，在刀具本体51上预先安装了规定伸出长度的止挡零件55。采用这样的止挡部件55时，作为车削刀具的减振刀具，其伸出的长度就不会发生变化了，这样，由于刀具本体51的无阻尼固有振动频率不会发生变化，就能获得具有设计时的性能的动态吸振器的减振刀具70。
此时，应明白作为车削刀具的第七实施例的减振刀具，也和上述第一、第二、第三、第四、第五和第六实施例一样，同样可能采用大致呈圆柱形的配重部件17，把配重部件17的两端固定，采用把与配重部件17的中空部分15的顶端的内壁表面16A连接的端部17A相反的一端内部挖空的构造，在刀具本体51上形成轴部11C，并在轴部11C与配重部件17的孔部分17C之间的空隙内填充粘弹体18，或者，用高密度材料41来制造配重部件17。更进一步，还可以采用一结构，其中在中空部分15的底端一位置处刀具本体51可分割并自由拆卸或连接。
权利要求
1.一种减振刀具，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。
2.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，上述中空部分从上述顶端部分沿着该刀具本体的轴线方向延伸而形成。
3.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，上述配重部件的所述一端连接在上述中空部分顶端或底端的内壁表面上。
4.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，上述配重部件的所述一端为直径较小的轴部。
5.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，与连接在该内壁表面上的所述一端相反一侧的上述配重部件的另一端，也连接在上述内表面上。
6.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，上述刀具本体在上述中空部分的底端一侧的一位置处分割开，并能自由地拆卸和安装。
7.如权利要求1所述的减振刀具，其特征在于，上述配重部件是用高密度材料制成的。
8.一种减振刀具，其特征在于，一刀具本体，在其顶端设有加工被切削材料的加工装置，所述刀具本体有一在其内部形成的一中空部分；一个配重部件，其一端连接在所述中空部分在顶端一侧的内壁表面上，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；上述配重部件上与连接在内表面上的一端相反一侧的另一端上形成有将该配重部件的内部挖空的一孔部；由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。
9.如权利要求8所述的减振刀具，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，上述粘弹体填充在设置在上述轴部与上述凹部之间的至少一部分空隙内。
10.如权利要求8所述的减振刀具，其特征在于，上述中空部分从上述顶端部分沿着该刀具本体的轴线方向延伸而形成。
11.如权利要求8所述的减振刀具，其特征在于，上述配重部件的所述一端为小直径的轴部。
12.如权利要求8所述的减振刀具，其特征在于，上述刀具本体在上述中空部分的底端一侧的一位置处分割开，并能自由地拆卸和安装。
13.如权利要求8所述的减振刀具，其特征在于，上述配重部件是用高密度材料制成的。
全文摘要
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。
文档编号B23B29/02GK1390666SQ02104980
公开日2003年1月15日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年6月13日
发明者高桥秀史, 石川阳一 申请人:三菱综合材料株式会社