一种摇臂双重阻尼减摇机构及切削机床的制作方法

1.本发明涉及切削设备技术领域，具体为一种摇臂双重阻尼减摇机构及切削机床。


背景技术：

2.摇臂为切削机床的执行端，主要用于安装刀具，使用切削机床切削金属时，驱动电机驱动摇臂带动刀具运动，将工件上的多余材料切除，从而获得形状、尺寸精度等符合要求的零件。但由于金属具有一定的钢性，金属切削过程中，由于切削抗力，进抗力等作用力影响摇臂会产生振动，金属钢性越大、切削深度越深，摇臂产生的振动幅度会越大。并且在金属零件切削过程中，机床本体及其摇臂易受驱动电机等其它振动设备的外部因素影响，使摇臂的振动幅度进一步增大，严重影响了金属零件的切削精度。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种摇臂双重阻尼减摇机构及切削机床，其可减小摇臂的径向摇动，可提高金属零件的切削精度。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种摇臂双重阻尼减摇机构，其包括配重块，所述配重块安装于摇臂本体中部的空腔中，其特征在于，所述空腔内还安装有阻尼套，所述阻尼套的一端敞口，另一端与所述摇臂本体端部的连接件固接，所述连接件用于连接切削刀具；所述阻尼套包括连接部、与连接部一体成形的套装部，所述连接部用于与所述连接件固接，所述套装部为弹簧套，用于套装所述配重块，所述配重块的一端穿过所述套装部一侧的孔口后套装于所述阻尼套，另一端外露于所述阻尼套，且所述套装部的内端面与其套装的所述配重块的外端面间隙配合。
6.其进一步特征在于，
7.所述连接部的外表面开有外螺纹，所述连接件的内表面开有与所述外螺纹匹配的内螺纹，所述套装部包括环状固定部、若干弹片，若干所述弹片的一端沿所述固定部的一端周向间隔分布，所述环状固定部的另一端与所述连接部固接，所述弹片的另一端孔口外表面套装有环形卡箍；
8.所述弹片的另一端孔口外表面分别设置有向内凹陷的卡槽，所述卡槽的内径与所述卡箍的外径匹配，所述卡槽周向间隔均布形成与所述卡箍形状匹配的环状，所述卡箍套装于所述卡槽内；
9.所述套装部的孔壁开有八个开口槽并包含九片所述弹片；
10.所述摇臂本体内设置有冷却管，所述冷却管的一端依次贯穿所述连接部、套装部、配重块的中部后与机床内部的其它管道连通，另一端贯穿所述连接件的中部后与刀具中的相应管道连通，所述冷却管的外表面与所述阻尼套、配重块、连接件的内端面之间均设置有第一间隙；
11.所述配重块包括窄部、宽部，所述窄部的一端与所述宽部固接，另一端延伸至所述阻尼套的内部，且所述窄部的外表面与所述宽部的内端面间隙配合；所述配重块与所述阻
尼套之间设置有第一弹性件，所述第一弹性件为o型圈且套装于所述窄部的一端外表面；
12.所述空腔内设置有支撑环，所述支撑环通过螺钉与所述摇臂本体固定，且所述支撑环与所述宽部的另一端相邻布置；
13.所述支撑环的内侧外缘设置有密封圈；
14.所述宽部的另一端外缘面与所述支撑环的内侧端之间设置有第二弹性件，所述第二弹性件为o型圈；
15.所述密封圈、第一弹性件、第二弹性件均为橡胶材质；
16.所述宽部的侧端外表面套装有保护软垫；
17.所述保护软件为硅胶；
18.所述配重块的外表面、阻尼套的外表面与所述空腔的内壁之间设置有间隙，所述间隙内填充有阻尼液；
19.所述阻尼液的成分包括硅油。
20.一种切削机床，所述切削机床包括所述摇臂本体，所述摇臂本体的一端通过所述连接件与车刀头连接，其特征在于，所述摇臂本体包括所述双重阻尼减震机构，所述摇臂本体通过驱动装置驱动所述摇臂本体带动所述车刀头对金属零件进行切削，切削过程中，通过所述双重阻尼减震机构对所述摇臂进行减震。
21.其进一步特征在于，
22.通过所述双重阻尼减震机构对所述摇臂进行减震的步骤包括：摇臂本体的振动通过阻尼套传递至配重块；
23.配重块产生震动，震动包括轴向窜动和径向摇动，所述轴向窜动的频率、幅度均小于所述径向摇动的频率、幅度，且震动的初始时间延迟于摇臂本体位移初始时间。
24.采用本发明上述结构可以达到如下有益效果：该双重阻尼减震机构包括阻尼套，阻尼套的一端与连接件固接，连接件与摇臂本体固接，因此切削过程中，摇臂本体产生高频振动时，能够通过连接件传递至阻尼套内，再由阻尼套传递至配重块。但由于配重块的一端套装于阻尼套内，阻尼套限制了配重块一端的振动频率，从而使配重块两端的径向摇动频率不同，频率低的一端起到阻碍摇动持续的作用,该阻碍力由阻尼套反馈至摇臂，从而减小了摇臂的径向振幅，提高了金属零件的切削精度。
25.本技术配重块的一端套装于阻尼套中，阻尼套包括若干弹片，弹片周向间隔分布形成弹簧套，当摇臂受机床自身切削振动影响产生振动，同时受电机等外部振动因素影响而产生高频振动时，弹片之间的开口槽的限制程度呈线性变化，从而限制了配重块的径向摇动幅度随摇臂的高频振动而提升，配重块径向摇动的降低阻碍了振动持续，并且该阻力由阻尼套反馈至摇臂，从而起到减小摇臂径向摇动幅度的作用，进而提高了金属零件的切削精度。
附图说明
26.图1为本发明的立体结构示意图；
27.图2为本发明的立体结构示意图(省略摇臂本体)；
28.图3为本发明的立体结构示意图(省略摇臂本体、连接件)；
29.图4为本发明配重块的立体结构示意图；
30.图5为本发明主视的剖视结构示意图；
31.图6为本发明车刀头的立体结构示意图。
具体实施方式
32.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
33.目前，常规的切削机床减震机构的振动一般通过平行抗振方式，即通过外部震动频率和抗震机构的震动频率不同且相互制约的方式来减小震动，但是采用这种抗振方式减振时，一定的频率间隔后极易发生外部震动和内部机构震动同频同向从而导致震动忽然增加的问题出现。
34.针对目前存在的易出现同频同向振动，导致切削机床减震效果较差的问题，本技术在分析了外部震动与刀具之间的传导形式的基础上，提供了以下一种摇臂双重阻尼减震结构的具体实施例。
35.见图1～图5，该双重阻尼减震机构的具体结构包括配重块1，配重块1安装于摇臂本体2中部的空腔3中，空腔3内还安装有阻尼套4，阻尼套4的一端敞口，另一端与摇臂本体端部的连接件5固定，连接件为模块化接口，用于连接切削刀具。阻尼套4包括连接部41、与连接部41一体成形的套装部42，连接部41的外表面开有外螺纹，连接件5的内表面开有与外螺纹匹配的内螺纹，套装部为弹簧套结构，包括环状固定部421、若干弹片422，弹片之间的间隙为开口槽423，若干弹片422沿固定部421的一端周向间隔分布，环状固定部421的另一端与连接部41固接，套装部的孔口套装有环形卡箍43。
36.其中，卡箍43的具体结构为：弹片422的非连接端分别设置有向内凹陷的卡槽，卡槽的内径与卡箍的外径匹配，卡槽周向间隔均布形成与卡箍形状匹配的环状；本实施例中，套装部的孔壁开有八个开口槽423并包含九片弹片422。
37.配重块1的一端穿过套装备一侧的敞口(孔口)套装于阻尼套4内，并通过卡箍43卡紧，另一端外露于阻尼套4。其中，配重块的具体结构及其与阻尼套的安装结构为：配重块包括窄部11、宽部12，窄部11的一端与宽部12固接，另一端延伸至阻尼套4的内部，且窄部11的外表面与宽部12的内端面间隙配合。
38.切削时，摇臂(即机床上用于连接切削刀具的刀杆)受到驱动电机振动、切割振动以及外部其它振动因素的影响，使摇臂本体2产生高频振动，该高频振动通过连接件5传递至阻尼套4，再由阻尼套4、卡箍43传递至配重块1。为减小振动过程中配重块与阻尼套之间的碰撞磨损，在配重块1与阻尼套4之间设置有第一弹性件44，第一弹性件44为橡胶o型圈且套装于窄部12的一端外表面。
39.摇臂本体内设置有冷却管6，冷却管6的一端依次贯穿连接件5、连接部41、套装部42、配重块1的中部后与机床内部的其它管道连通，另一端贯穿连接件的中部后与刀具中的相应管道连通，冷却管6用于传输冷却液；本实施例中，冷却管的外表面与各个部件之间设
置有间隙，该间隙的设置，防止了摇臂本体振动时，各个部件与冷却管之间产生碰撞而磨损或损坏。
40.本技术中，空腔3内还设置有支撑环31，支撑环31通过螺钉与摇臂本体2固定，且支撑环31与宽部12的另一端相邻布置；支撑环31的设置，方便了不同配重块的安装，当切削金属及刀具类型发生变化时，为使摇臂本体2中的配重块的长度及重量与实际的摇动幅度匹配，通过调节支撑环31在空腔内的安装位置，来满足不同配重块的更换安装需求。支撑环31的内侧外缘设置有密封圈14，密封圈14为橡胶o型圈，密封圈14的设置防止了阻尼液泄露。
41.配重块1的宽部12的另一端外缘面与支撑环31的内侧端之间设置有第二弹性件13，第二弹性件13为橡胶材质的o型圈且具有弹性，当配重块横向摇动(即径向摇动)挤压该第二弹性件时，第二弹性件起到阻尼作用，防止了配重块与支撑环直接碰撞。宽部12的侧端外表面套装有保护软垫，保护软件为硅胶且具有弹性，防止了配重块与摇臂本体之间产生碰撞。经实验研究发现，减振过程中，配重块与摇臂本体发生碰撞，是配重块与摇臂本体产生同频振动的原因之一，配重块1与阻尼套4之间的第一弹性件44的设置以及配重块与支撑环之间的第二弹性件的设置，在降低碰撞磨损的同时，还避免了配重块与摇臂本体同频情况产生，从而进一步起到减小了摇臂本体振幅(主要指径向摇动的幅度)的作用。
42.配重块1的外表面、阻尼套4的外表面与空腔3的内壁之间设置有间隙，间隙内填充有阻尼液7；阻尼液的主要成分为硅油，当配重块摇摆时，阻尼液起到阻尼作用，进一步减小了配重块的振动频率，使配重块的振动频率不完全等同摇摆本体的振动频率。
43.本技术还提供了一种应用该双重阻尼减震机构的切削机床，切削机床包括摇臂本体2，摇臂本体2的一端通过连接件与切削刀具(车刀头，见图6)连接，摇臂本体2内设置有上述双重阻尼减震机构，摇臂本体2通过驱动装置(电机)驱动摇臂本体2带动车刀头对金属零件进行切削，切削过程中，通过双重阻尼减震机构对摇臂进行减震。
44.当摇臂受其本身振动、电机等外部振动因素影响产生高频振动，该高频振动包括径向摇动、轴向窜动，轴向窜动的频率和振幅很小，暂忽略不计，因此，本技术双重阻尼减震机构的作用主要是抑制径向摇动，减小摆臂的径向摇动频率和幅度，通过双重阻尼减震机构对摇臂进行减震，步骤包括：s1，摇臂本体2的振动通过阻尼套4传递至配重块1；
45.s2，配重块1产生振动，但受配重块自身重力、静止惯性、阻尼套及卡箍的拉力作用，配重块的振动初始时间延迟于摇臂本体2位移初始时间，从而产生阻力，并且配重块的一端受阻尼套限制，振动频率小于另一端频率，防止了配重块与摇臂本体产生同频振动，配重块的较小的振动频率及幅度沿阻尼套、连接件反馈至摇臂本体，从而起到减小摇臂本体2的横向摇动幅度和频率的作用，避免了车刀头因受较大摇动幅度影响而导致切削精度降低的问题出现。
46.本技术双重阻尼减震机构通过阻尼套限制配置块的摇动幅度，避免摇臂本体的摇动频率与机械阻尼套固定端的摇动频率一致，阻尼套另一端是多个开口槽，限制能力较弱，孔口的卡箍的设置增强了回弹能力，从而进一步抑制了配重块的振动频率及幅度，因此，本技术中阻尼套与配重块的具体作用如下：1，配重块本身的密度较大(重力较大)，能够起到一定减小高频振幅中的微小振幅的作用；2，阻尼套及卡箍限制了配重块一端的径向摇动频率，使配重块两端的径向摇动频率不一致，频率低的一端起到阻碍摇动持续的作用；3，机械阻尼套与空腔的阻尼液一起加速减摇配重块回复到初始位置，大量消耗摇动的动能，起到
了有效降低摇臂本体摇动幅度的作用。
47.以上的仅是本技术的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。