一种船用曲轴曲柄加工用减振装置的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及船用半组合式曲轴曲柄加工技术。

背景技术：

半组合式曲柄加工需用专用立车加工，专用立车的主轴处于水平位置，通过主轴横向结构特点满足半组合式曲轴曲柄内档面、曲柄销及应力沟特殊结构加工要求。机床自带刀臂长度为定长，安装后基本与刀架平齐，当用半组合式曲柄加工专用立车加工大型曲轴曲柄时，会出现机床原有刀臂的长度不能满足刀臂横向进给需要的情况。解决上述问题的现有技术是：保留刀架，制作新刀臂，设计延长刀臂的长度，来满足横向进给深度的要求。采用延长刀臂的长度方法的不足是：延长后悬伸比增大，受加工固有频率的影响，刀臂切削部位的振幅变大，切削时，在切削力的作用下，会产生受迫振动，当切削力的频率和机床系统的固有频率接近时，发生共振，加工中开始震刀，致使加工后的表面粗糙度严重变差。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，设计一种曲轴曲柄加工用减振装置，解决加工震刀的技术问题。

本发明的技术方案是：一种船用曲轴曲柄加工减振装置，包括：刀架、刀臂和刀夹，刀臂的后段用螺钉连接在刀架底面上；其特征在于：所述刀臂是延长刀臂，刀臂前部设有大支撑板键槽，中部设有小支撑板键槽，刀臂上设有减振装置，所述减振装置包括小支撑板、大支撑板、大支撑板键、小支撑板键和阻尼层；所述小支撑板是两块平板组成的直角型构件，两块平板的中心处设一竖筋板，两块平板的边部开有螺钉孔，两块平板的水平板的底面开有小支撑板键槽，小支撑板的水平板通过螺钉连接在刀臂的小支撑板键槽处，通过小支撑板键定位，小支撑板的垂直板与刀架下部相靠，用螺钉连接在刀架下部；所述大支撑板包括一块弧形板和两块平板，两块平板的中心线处分别与弧形板的两端固定连接，两块平板的边部开有螺钉孔，与弧形板下端固定连接的平板的底面开有大支撑板键槽，与弧形板下端固定连接的平板通过螺钉连接在刀臂前部的大支撑板键槽处，通过大支撑板键定位，与弧形板上端固定连接的平板通过螺钉连接在刀架中部；所述阻尼层包括凹槽和凹槽内的填充物，所述凹槽是在刀臂的上下面上分别加工出的矩形凹槽，上下面上的矩形凹槽相对应，凹槽底面设有凸台型筋，凸台型筋与一侧长槽壁相连，凹槽上口四周设密封圈槽，密封圈置于密封圈槽内，凹槽的盖板用螺钉压紧在凹槽上口的密封圈上；所述凹槽内的填充物是齿轮油和钢珠，齿轮油和钢珠填满凹槽。

本发明所述一种船用曲轴曲柄加工减振装置，其特征在于：所述大支撑板的弧形板上开有二道弧形长孔。

本发明所述一种船用曲轴曲柄加工减振装置，其特征在于：所述凹槽底面的与长槽壁相连的凸台型筋每侧长槽壁上有1～3根，凸台型筋的高度为凹槽深度的1/2。

本发明的船用曲轴曲柄加工减振装置的原理为：利用振幅和频率这两个重要振动特性，从加强刀臂刚性和强度以及增设阻尼两个方面入手，来降低振动对曲柄加工的影响，保证曲柄加工的表面质量。用小支撑板和大支撑板增强刀臂刚性和强度，减小刀臂振幅。在刀臂上下表面加工凹槽型的阻尼层，凹槽内部填充齿轮油和钢珠，用盖板和密封圈密封。因为油具有黏滞阻尼的特点，具有一定的黏滞性，当结构与其周围流体介质发生相对运动或振动时，流体介质会给结构以运动阻力，对振动结构件做负功，使其损失一部分机械能，使这部分机械能量转变为热能，抵消振动。在油里加入钢珠后，钢珠随着刀臂一起震动，由于油的粘滞作用，可以起到干扰机床固有振动频率的作用，从而改变刀臂的振动频率，避免发生共振。

本发明的有益效果是：

1.结构合理，增强了刀臂的刚性，减振效果好，抗变形能力强，稳定性高，使被加工件的表面质量得到明显改善。

2、制作成本低，安装简单，加工后表面不需再打磨处理，节省了人力物力。

附图说明

图1是船用曲轴曲柄加工减振装置结构示意图

图2是刀臂主视示意图

图3是刀臂侧视示意图

图4是阻尼层结构局部示意图

图5大支撑板示意图

图6小支撑板示意图

图7本发明的使用工况示意图

图中，1、刀架；2、小支撑板；3、大支撑板；4、刀臂；5、大支撑板键；6、小支撑板键；7、刀夹；8、阻尼层；9、钢珠；10、密封圈；11、盖板；12、螺钉

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例是用大盘尺寸为φ5500mm，刀臂横向进给行程范围为距中心250mm-3050mm的立车，在加装横向延长装置后来加工w12x92df曲轴，该型号曲轴曲柄加工时刀臂行程范围为距中心565mm-2850mm。对立车设计了加长刀臂并加装了船用曲轴曲柄加工减振装置，减振装置包括：刀臂4、刀架1和刀夹7，刀臂4的后段用螺钉连接在刀架1底面上；刀臂上加装的减振装置包括小支撑板2、大支撑板3、大支撑板键5、小支撑板键6和阻尼层8；小支撑板2是两块平板组成的直角型构件，两块平板的中心处设一竖筋板，两块平板的边部开有螺钉孔，两块平板的水平板的底面开有小支撑板键槽；刀臂4前部设有大支撑板键槽，中部设有小支撑板键槽，小支撑板的水平板通过螺钉连接在刀臂4的小支撑板键槽处，通过小支撑板键6定位，小支撑板的垂直板与刀架1下部相靠，用螺钉连接在刀架1下部；大支撑板3包括一块弧形板和两块平板，弧形板上开有二道弧形长孔，两块平板的中心线处分别与弧形板的两端固定连接，两块平板的边部开有螺钉孔，与弧形板下端固定连接的平板的底面开有大支撑板键槽，与弧形板下端固定连接的平板通过螺钉连接在刀臂4前部的大支撑板键槽处，通过大支撑板键5定位，与弧形板上端固定连接的平板通过螺钉连接在刀架1中部；阻尼层8包括凹槽和凹槽内的填充物，凹槽是在刀臂4的上下面上分别加工出的矩形凹槽，上下面上的矩形凹槽相对应，凹槽底面设有凸台型筋，凸台型筋与一侧长槽壁相连，凸台型筋一侧长槽壁上有1根，另一侧长槽壁上有2根，，凸台型筋的高度为凹槽深度的1/2，凹槽上口四周设密封圈槽，密封圈10置于密封圈槽内，凹槽的盖板11用螺钉12压紧在凹槽上口的密封圈10上；凹槽内的填充物是齿轮油和钢珠9，齿轮油和钢珠9填满凹槽。

技术特征：

技术总结
一种船用曲轴曲柄加工减振装置，包括：刀架、刀臂、刀夹、小支撑板、大支撑板、大支撑板键、小支撑板键和阻尼层；小支撑板两边分别与刀臂和刀架下部相连；大支撑板两端分别与刀臂前部和刀架中部相连；阻尼层包括凹槽和凹槽内的填充物，凹槽位于刀臂的上下表面，凹槽上口设密封圈，凹槽的盖板用螺钉压紧在凹槽密封圈上；凹槽内的填充物是齿轮油和钢珠。有益效果是：结构合理，增强了刀臂的刚性，减振效果好，抗变形能力强，稳定性高，使被加工件的表面质量得到明显改善；制作成本低，安装简单，加工后表面不需再打磨处理，节省了人力物力。

技术研发人员：郎雪刚;隋磊;于健;谢宏明;卫旭峰
受保护的技术使用者：大连华锐船用曲轴有限公司;大连华锐重工集团股份有限公司
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.03.19