一种减振刀具

1.本实用新型属于机械制造和切削加工技术领域，具体涉及一种减振刀具。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.铣刀是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，主要是用于铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。传统铣刀在铣削工件时，铣刀存在颤振现象，极易使工件的加工质量变差，并且铣削部分的刀具振动会对刀具夹持的稳定产生一定影响，进一步加重了铣刀的颤振现象。此外，传统铣刀在加工一些难切削材料的工件时，会存在排屑困难的问题，未排出的切屑会加剧刀具刀刃的磨损，影响工件的加工质量，因此迫切需要一种能够有效减小振动、具有更优异排屑性能的刀具。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种减振刀具，本实用新型为了解决刀具容易振动的技术问题。
5.根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种减振刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头与刀柄上开设有槽孔，所述槽孔内嵌有减振元件，所述减振元件两端设有弹性元件，所述减振元件上设有质量振子。
7.另外，根据本实用新型实施例的减振刀具还可以具有以下附加技术特征：
8.优选的，所述刀头包含有四个呈90
°
交错的刀刃以及四个容屑槽。
9.优选的，所述刀柄与刀头通过螺纹连接。
10.优选的，所述刀刃采取焊接式刀刃。
11.优选的，所述减振元件材料为镍钛合金。
12.优选的，所述减振元件内设置有减振晶格。
13.优选的，所述容屑槽采用阶梯式结构。
14.优选的，所述减振晶格呈矩阵均匀分布。
15.优选的，所述减振晶格中心布置有呈矩阵分布的质量振子。
16.优选的，所述减振晶格槽孔内的填充材料为丁腈橡胶。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
18.本实用新型通过内部的减振元件来吸收铣削振动，通过镍钛合金以及填充在晶格内的丁腈橡胶达到减振吸振目的，减振效果明显。锥形刀体锥形设计可以提高铣刀的刚度，并且减振元件采用的橡胶填充减振晶格结构在减轻质量、抑制振动传递的同时具有提高元件刚度的作用。容屑槽采用梯度式设计，相较于传统的直槽形式，具有优异的排屑性能，避免了切削堆积造成的对刀刃的损伤。焊接式刀刃具有高硬度、高抗压强度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数等优点，可以提高刀具耐磨性以及刀具寿命。减振刀具在实际加工过程中
刀轴存在0
‑5°
的倾角，保证了刀刃的锋利性，可以有效对工件的槽以及表面进行精加工。
附图说明
19.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
20.图1是本实用新型的减振刀具的结构示意图；
21.图2是本实用新型的减振刀具的左视图。
22.图3是本实用新型的减振刀具的刀头的结构示意图；
23.图4是本实用新型的减振刀具的减振元件的左视图；
24.图5是本实用新型的减振刀具的减振元件的剖视图；
25.图6是本实用新型的减振刀具的弹性元件的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.在图1
‑
图6中，1.刀柄，2.减振元件，3.弹性元件，4.刀头，5.刀刃，6.容屑槽，7.丁腈橡胶，8.质量振子。
具体实施方式：
28.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
29.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.如图1
‑
5所示，一种减振刀具，包括刀柄1和刀头4，所述刀头4与刀柄1上开设有槽孔，所述槽孔内嵌有减振元件2，所述减振元件2两端设有弹性元件3，所述减振元件2上设有质量振子8。
31.刀头4包含有四个呈90
°
交错的刀刃5以及四个容屑槽6。刀柄1与刀头4通过螺纹连接。刀刃5采取焊接式刀刃5。减振元件2材料为镍钛合金。
32.减振元件2内设置有减振晶格。容屑槽6采用阶梯式结构。减振晶格呈矩阵均匀分布。减振晶格中心布置有呈矩阵分布的质量振子8。减振晶格槽孔内的填充材料为丁腈橡胶7。
33.本实用新型是由刀柄1、刀头4、减振元件2和弹性元件3组成，刀柄1采用锥形结构，刀柄1与刀头4连接，刀头4包括刀刃5和容屑槽6，刀刃5焊接在刀体上，容屑槽6设置在刀刃5前方，刀柄1与刀头4内部开有槽孔，槽孔内安装有减振元件2，减振元件2内部设有橡胶填充减振晶格结构，减振晶格结构内部填充高温吸振橡胶，弹性元件3设置在减振元件2的两端，减振元件2可以加大的吸收并减小铣削加工过程中的振动，从而提高加工表面质量，减振效果明显，具有良好排屑性能，加工质量好，刀具寿命较传统刀具更长。
34.刀柄1与刀头4内部开有圆形槽孔，用于安装减振元件2和弹性元件3，为了保证铣刀的刚性，刀柄1采用锥形设计，刀柄1与刀头4的连接采用螺纹连接，螺纹旋向与铣削方向相反，弹性元件3安装在减振元件2的两端。四片刀刃55呈90
°
焊接在刀头4上。在刀刃5的左侧设置有四个容屑槽6。
35.阶梯式的容屑槽6采用四个阶梯层级设计，有效防止切削在刀尖部位的堆积。减振元件2内部规律分布有减振晶格，有效抑制振动传递。为了保证减振元件2的刚度、减振性能以及槽孔的质量等性能，采用金属3d打印技术制作。减振元件2的材料为镍钛合金，因其具有良好的减振以及高阻尼特性。减振晶格结构槽孔内的填充材料为丁腈橡胶7，具有高温吸振性能。减振晶格中心均匀分布有质量振子8。质量振子8采用正六面体设计，材料为铝合金，在减振的同时具有降低结构整体重量的作用。弹性元件3的材料为弹簧钢，安装在减振元件2的两端的凸台上，具有防止减振元件2的在槽孔内的周向抖动以及轴向晃动，并且具有一定的防止刀柄1与刀头4螺纹连接的防松功能。
36.当铣表面时，刀轴与加工表面的倾角为0
‑5°
，通过刀刃5的端刃进行加工，有利于刀刃5的切入，容屑槽6相较于传统容屑槽6，有效防止切削堆积在刀尖部位。当铣复合材料的侧壁时，刀轴竖直，通过刀刃5的侧刃进行精铣加工。加工过程中铣削振动经过刀刃5传递给刀头4，再经由刀头4传递给减振元件2，减振元件2由于采用高阻尼以及良好减振性能的镍钛合金可以吸收一部分的铣削振动，另一部分振动经由减振晶格结构的支架传递到填充其中的丁腈橡胶7中，弹性元件3有效防止铣削过程中减振元件2的晃动。减振元件2的设计基于声子晶体减振原理，可根据铣削参数、工件材料并通过拓扑优化的分析方法，在振动较大的位置增开减振槽孔。该减振刀具，结构简单，易于实现。可应用于精铣表面、侧壁和槽孔，减振效果明显。
37.刀柄1与刀头4通过螺纹连接。刀刃5采取焊接式刀刃5。减振元件2材料为镍钛合金。减振元件2内设置有减振晶格。容屑槽6采用阶梯式结构。减振晶格呈矩阵均匀分布。减振晶格中心布置有呈矩阵分布的质量振子8。减振晶格槽孔内的填充材料为丁腈橡胶7。
38.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
39.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。