有用于刀盘固定的端键103和刀座内螺纹孔101，刀座I底端设有用于连接刀体6的外圆，刀座I以端面在刀体5上定位。
[0046]刀座I设有端键，刀座I 一端设有刀座内孔101，另一端设有座底外圆102，外围设有座底螺纹孔103，座底螺纹孔103与刀头内螺纹孔601配合连接，刀座I内设有座底螺纹孔103，圆柱头螺钉2旋入底座螺纹孔103，圆柱头螺钉2的头部与外磁铁301接触，调整螺钉2旋入刀座的长度可以调整两对内磁铁303和外磁铁301之间的气隙，从而改变阻尼器阻尼的大小。
[0047]永磁减振模块3、质量块4、调整螺钉2形成基于涡流阻尼效应原理的电涡流调谐质量阻尼器。
[0048]所述刀座I由工具钢或者硬质合金制成，在其上端的端键传动部分依据GB/T613-93选用。底端外圆直径为刀体6头部直径的65%?70%，座底外圆与刀体头部空腔连接，座底外圆102与刀体6由右螺纹紧配合连接。刀座I底端外圆中心留有螺纹用于圆柱头螺钉的安装。
[0049]所述刀体6由工具钢或硬质合金制成，设有3°锥角，刀体6尾部Capt1接口 605执行IS026623-1标准。刀体6头部空腔与尾部Capt1接口 605之间设有用于心轴和拉钉安装的内孔。
[0050]所述圆柱头螺钉2用于涡流阻尼器阻尼大小的调节。圆柱头螺钉2通过改变旋入座底外圆102的长度来调整永磁减振模块3的内部间隙，从而改变永磁铁间隙之内的磁场强度，间接改变振动阻尼。
[0051 ] 所述永磁减振模块3中，内、外永磁铁均采用轴向方式充磁，其磁极相对。外磁铁301锥孔锥度与内磁铁303锥度相同，锥度大小视质量块4质量而定，质量越大则锥度越小。涡流阻尼片302由铝等顺磁质金属制成，涡流阻尼片302通过粘接剂与外磁铁301锥孔表面固定，内、外永磁铁的相对运动会在涡流阻尼片上产生涡流，从而将振动的机械能转变为热能耗散。两对永磁减振模块3的外磁铁303分别与圆柱头螺母2和心轴5端部接触。
[0052]所述质量块4为圆柱形，材料为金属材质或者铜质圆柱空腔填充铅，优先选用高密度合金材料。质量块4与刀体6头部空腔内壁之间存在至少1_的间隙，以防止质量块4与内壁碰撞，避免刀体空腔602内壁对质量块4的振动造成干涉。
[0053]所述心轴5设有大端503和小端505，两端均设有螺纹，小端503螺纹与预紧螺母501配合，大端503螺纹用于心轴5在刀体6中的定位。防松垫片502用于防止由刀体6或者心轴5振动引起的预紧螺母501松动。心轴主要为刀杆提供合适的压应力，刀杆受压应力作用，则其静刚度可以得到较大的提升。
[0054]刀体6发生弯曲变形时，心轴5伴随着刀体6发生弯曲。一方面，刀体6弯曲会在心轴上作用一个弯曲力矩，根据牛顿第三定律，心轴5也会给刀体施加一个反向力矩，该力矩的作用效果是阻止刀体6发生更大的弯曲；另一方面，由于心轴大端503受到固定约束，心轴小端505的位移会略小于刀杆空腔底部位移，两者表面发生相对滑移，也可以耗散振动能量。
[0055]刀体6发生振动时，刀头空腔602内置的电涡流调谐质量阻尼器是主要的振动抑制部件。该电涡流阻尼调谐质量阻尼器主要是采用非接触式轴承中常见的电磁支承取代传统动力吸振器中的弹簧作为弹性单元；采用电涡流耗能原理取代动力吸振器使用的粘性液体作为阻尼单元。同时，采用锥形凹槽磁铁作为阻尼器质量块的定位装置，电涡流调谐质量阻尼器的工作过程中质量块与刀体6没有任何接触。当质量块4连同粘接其上的内磁铁303振动时，内外磁铁之间的气隙中的磁场强度发生变化，穿过涡流阻尼片302的磁通量就会发生连续变化，根据法拉第电磁感应定律，涡流阻尼片302中产生电涡流。根据楞次定律，电涡流会同时产生一个与原电磁场方向相反的新磁场，该磁场作用于内磁铁303之上，阻碍质量块的振动，从而形成阻尼力。由于涡流阻尼片302中电阻的存在，其中存在电涡流会产生热量，将振动能量最终转变为热能，最终达到减振目的。电涡流阻尼调谐质量阻尼器的质量连同内磁铁303形成纺锤状，由陀螺原理可知，高速旋转时，该结构具有定轴性，此结构可以保证质量块的振动方向垂直于刀杆轴线，避免质量块振动的随机性。由于质量块4与刀体6之间无直接连接部件，因此，涡流阻尼调谐质量阻尼器仅仅改变刀杆的阻尼，而对其刚度基本无影响。为了最大化涡流阻尼调谐质量阻尼器的减振效果，阻尼器在使用之前最好对其进行调谐，调谐的标准是阻尼器的固有频率约等于刀杆的自然频率。所述内置阻尼器调谐的方式主要是改变内外磁铁组的气隙实现，气隙越小，则阻尼器的自然频率越高。综述所述，本实用新型所述基于电涡流阻尼效应的内置阻尼器具有阻尼系数简单连续可调、无附加刚度、无工作流体、无摩擦阻尼、无需电源、结构紧凑等优点。
【主权项】
1.一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座、圆柱头螺钉、永磁减振模块、质量块、心轴、刀体； 刀体头部设有空腔以及刀头内螺纹孔，尾部设有接口，中部轴向设有心轴孔，心轴孔后端还设有刀尾内孔，刀尾内孔与接口连通； 心轴的一端为小端，另一端为大端，心轴穿过心轴孔，心轴的小端位于刀体头部空腔中，心轴的大端通过刀尾内孔定位； 永磁减振模块、质量块位于刀头空腔中； 永磁减振模块包括一对外磁铁、一对涡流阻尼片、一对内磁铁，其中，单个外磁铁、单个涡流阻尼片和单个内磁铁三者构成一组减振对；外磁铁固定连接涡流阻尼片，内磁铁分别粘接在质量块两侧，每个内磁铁外侧布置与其相对应的外磁铁，内磁铁与外磁铁同极相对；外磁铁的外侧端面分别与心轴小端的端部以及圆柱头螺钉接触； 刀座与刀体固定连接，刀座顶端设有用于刀盘安装的端键，刀座内设有座底螺纹孔，圆柱头螺钉旋入底座螺纹孔，圆柱头螺钉的头部与外磁铁接触，调整圆柱头螺钉旋入刀座的长度，进而调整两对内磁铁和外磁铁之间的气隙。2.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述心轴的小端通过预紧螺母固定，预紧螺母与刀体之间设有防松垫片。3.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述的刀座由工具钢或者硬质合金制成，在其上端端键的传动部分依据GB/T613-93选用。4.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述的刀座座底外圆直径为刀体头部直径的65%?70%，座底外圆与刀体头部空腔连接。5.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述的刀体由工具钢或硬质合金制成，设有3°锥角。6.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述的刀体的尾部接口执行IS026623-1标准。7.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述外磁铁的锥孔锥度与内磁铁的锥度相同，锥度大小与质量块质量成反比例关系。8.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述涡流阻尼片采用顺磁质金属，内外磁铁与阻尼片构成一组减振对。9.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述质量块为圆柱形，采用重金属材质或者铜质圆柱空腔填充铅。10.根据权利要求1所述的一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，所述质量块与刀体头部空腔内壁最小间隙为0.1mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于电涡流阻尼效应的减振铣刀刀杆，包括刀座、圆柱头螺钉、永磁减振模块、质量块、心轴、刀体；刀体头部设有空腔以及刀头内螺纹孔，尾部设有内孔和接口，中部轴向设有心轴孔；心轴穿过心轴孔，由刀尾内孔定位；永磁减振模块、质量块位于刀头空腔中；刀座与刀体固定连接，刀座顶端设有端键，刀座底端设有座底螺纹孔，圆柱头螺钉旋入底座螺纹孔，圆柱头螺钉的头部与外磁铁接触，调整圆柱头螺钉旋入座底螺纹孔的长度可以调整两对内磁铁和外磁铁之间的气隙。本实用新型能有效抑制铣削加工中的刀具颤振现象，适用于各种深腔，深孔零件的加工。
【IPC分类】B23C5/16, B23Q11/00
【公开号】CN204843090
【申请号】CN201520081073
【发明人】杨毅青, 余玉
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年2月4日