一种内置磁流变弹性体减振镗杆

本发明涉及切削加工，具体涉及一种内置磁流变弹性体减振镗杆。

背景技术：

1、在金属切削加工中，内孔加工约占加工总量的33％。20世纪以前，超深孔加工技术多应用于保密的军工领域，且因加工难度大，加工成本高而闻名于整个制造业。进入21世纪后，随着科学技术的飞速发展，超深孔类零件在军用、民用领域得到了广泛的应用，其中多涉及关系国防与民生的军工、航空航天、能源装备等重大领域。

2、镗杆广泛应用于深孔加工。然而，由于镗杆悬臂梁结构的刚度较低，当镗杆长径比较大时，经常会发生振动。且在镗削加工过程中，由于镗杆需要伸入到工件内部进行加工，工作条件封闭无法直接观测到镗杆实时的加工状态，镗杆和工件的接触在振动、切削热和切削力的作用下较为复杂，而镗杆的加工状态较差时，会对工件的表面质量造成损害，对工件的尺寸精度以及镗床的加工效率产生一定的影响。现有的吸振器的减振效果难以实现有效的控制，减振效果并不明显。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有吸振器的减振效果难以实现有效的控制，减振效果并不明显的问题，进而提出一种内置磁流变弹性体减振镗杆。

2、本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

3、一种内置磁流变弹性体减振镗杆包括刀头连接块、杆身、磁流变弹性体、大质量块、控制模块、两个小质量块、两个悬臂梁和两个摩擦阻尼装置，杆身前端面的中部开设有镗杆空腔槽，刀头连接块的后侧端插装固接在镗杆空腔槽的槽口处，磁流变弹性体垂直固接在镗杆空腔槽长度方向上的中部，大质量块垂直插装在磁流变弹性体的中部，且大质量块的外侧沿圆周方向固接有多个第一铁芯线槽，大质量块的两端分别垂直固接有悬臂梁，悬臂梁的外侧端垂直固接有小质量块，悬臂梁的中部固接有摩擦阻尼装置，第一铁芯线槽和摩擦阻尼装置分别通过导线与控制模块电连接。

4、进一步地，所述磁流变弹性体的形状为圆筒状，第一铁芯线槽的外侧端与磁流变弹性体的内侧壁固接。

5、进一步地，多个第一铁芯线槽分成沿大质量块宽度方向对称设置的两组第一铁芯线槽，每组第一铁芯线槽中均包括六个沿圆周方向均布设置的第一铁芯线槽，每个第一铁芯线槽分别沿大质量块的径向方向设置。

6、进一步地，所述小质量块通过悬臂梁悬空设置在镗杆空腔槽的中部。

7、进一步地，所述磁流变弹性体、大质量块、悬臂梁、小质量块和摩擦阻尼装置均同轴设置。

8、进一步地，所述摩擦阻尼装置包括两个夹紧板、多个挡板和多个摩擦板，夹紧板的形状为一端敞口且另一端封闭的圆筒状，两个夹紧板的敞口端相对设置套装在悬臂梁上，夹紧板敞口端的外圆周侧壁上对称固接有两个安装槽，安装槽内水平固接有第二铁芯线槽，多个挡板并列设置在两个夹紧板的内部，挡板的两端均固接有摩擦片，每相邻两个挡板之间均设有摩擦板，挡板和摩擦板的中部均套装在悬臂梁上。

9、进一步地，所述悬臂梁的端部垂直插装在夹紧板封闭端端面的中部。

10、进一步地，所述夹紧板封闭端的外侧设有弹性挡圈，弹性挡圈套装在悬臂梁的侧壁上。

11、进一步地，所述挡板和摩擦板的形状均为圆形。

12、进一步地，所述挡板和摩擦板的中部均开设有安装孔，且摩擦板的安装孔的孔径大于悬臂梁的外径。

13、本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

14、本发明提供了一种三自由度减振镗杆，所以既可以改变二自由度也可以改变三自由度，二自由度是运用了一种智能材料磁流变弹性体，通过改变铁芯线槽上的一圈圈导线中电流的大小，从而改变磁场的大小，磁场大小的改变会改变磁流变弹性体的刚度和阻尼。由于磁流变弹性体和大质量块的一体结构作为支撑结构，当成第二自由度，所以就可以改变二自由度的刚度和阻尼。在改变第二自由度的基础上，也可以改变第三自由度，此结构的第三自由度上的悬臂梁安装了摩擦阻尼结构，通过磨擦板和摩擦片的相对摩擦从而进行能量消耗，在摩擦阻尼结构的最外侧结构安装了夹紧板，通过改变夹紧板一端的通电磁铁的导线电流，可以令通电磁铁产生同性相吸异性相斥(原理)，给整个摩擦阻尼结构增加横向的力，从而改变了摩擦力，第三自由度的能量损耗也随之改变，实现第三自由度上进行阻尼控制进行更好的减振。此外摩擦板与悬臂梁之间会有冲击，也会起到能量损耗，也可以实现减振。

技术特征：

1.一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：它包括刀头连接块(2)、杆身(3)、磁流变弹性体(6)、大质量块(7)、控制模块(13)、两个小质量块(4)、两个悬臂梁(5)和两个摩擦阻尼装置，杆身(3)前端面的中部开设有镗杆空腔槽(3-1)，刀头连接块(2)的后侧端插装固接在镗杆空腔槽(3-1)的槽口处，磁流变弹性体(6)垂直固接在镗杆空腔槽(3-1)长度方向上的中部，大质量块(7)垂直插装在磁流变弹性体(6)的中部，且大质量块(7)的外侧沿圆周方向固接有多个第一铁芯线槽(8)，大质量块(7)的两端分别垂直固接有悬臂梁(5)，悬臂梁(5)的外侧端垂直固接有小质量块(4)，悬臂梁(5)的中部固接有摩擦阻尼装置，第一铁芯线槽(8)和摩擦阻尼装置分别通过导线(12)与控制模块(13)电连接。

2.根据权利要求1所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述磁流变弹性体(6)的形状为圆筒状，第一铁芯线槽(8)的外侧端与磁流变弹性体(6)的内侧壁固接。

3.根据权利要求2所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：多个第一铁芯线槽(8)分成沿大质量块(7)宽度方向对称设置的两组第一铁芯线槽(8)，每组第一铁芯线槽(8)中均包括六个沿圆周方向均布设置的第一铁芯线槽(8)，每个第一铁芯线槽(8)分别沿大质量块(7)的径向方向设置。

4.根据权利要求1所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述小质量块(4)通过悬臂梁(5)悬空设置在镗杆空腔槽(3-1)的中部。

5.根据权利要求4所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述磁流变弹性体(6)、大质量块(7)、悬臂梁(5)、小质量块(4)和摩擦阻尼装置均同轴设置。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述摩擦阻尼装置包括两个夹紧板(16)、多个挡板(9)和多个摩擦板(11)，夹紧板(16)的形状为一端敞口且另一端封闭的圆筒状，两个夹紧板(16)的敞口端相对设置套装在悬臂梁(5)上，夹紧板(16)敞口端的外圆周侧壁上对称固接有两个安装槽(15)，安装槽(15)内水平固接有第二铁芯线槽(17)，多个挡板(9)并列设置在两个夹紧板(16)的内部，挡板(9)的两端均固接有摩擦片(10)，每相邻两个挡板(9)之间均设有摩擦板(11)，挡板(9)和摩擦板(11)的中部均套装在悬臂梁(5)上。

7.根据权利要求6所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述悬臂梁(5)的端部垂直插装在夹紧板(16)封闭端端面的中部。

8.根据权利要求7所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述夹紧板(16)封闭端的外侧设有弹性挡圈(18)，弹性挡圈(18)套装在悬臂梁(5)的侧壁上。

9.根据权利要求6所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述挡板(9)和摩擦板(11)的形状均为圆形。

10.根据权利要求9所述一种内置磁流变弹性体减振镗杆，其特征在于：所述挡板(9)和摩擦板(11)的中部均开设有安装孔，且摩擦板(11)的安装孔的孔径大于悬臂梁(5)的外径。

技术总结
一种内置磁流变弹性体减振镗杆，它涉及切削加工技术领域。本发明为解决现有吸振器的减振效果难以实现有效的控制，减振效果并不明显的问题。本发明包括刀头连接块、杆身、磁流变弹性体、大质量块、控制模块、两个小质量块、两个悬臂梁和两个摩擦阻尼装置，杆身前端面的中部开设有镗杆空腔槽，刀头连接块的后侧端插装固接在镗杆空腔槽的槽口处，磁流变弹性体垂直固接在镗杆空腔槽长度方向上的中部，大质量块垂直插装在磁流变弹性体的中部，且大质量块的外侧沿圆周方向固接有多个第一铁芯线槽，大质量块的两端分别垂直固接有悬臂梁，悬臂梁的外侧端垂直固接有小质量块，悬臂梁的中部固接有摩擦阻尼装置。本发明用于镗削加工。

技术研发人员：刘强,李健然,马晶,范吉庆,韩伟,周双双
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15