4所受压应力的大小决定了铣刀高速旋转时离心力将阻尼条4压向导槽505内壁所需克服的摩擦力。该压力越大，则将阻尼条4与导槽505压紧的有效离心力越小。为了最大化刀体的阻尼比，调整螺母2的旋入深度必须视刀具的常用转速适当调节，若阻尼条4与导槽505之间的压力太小则不能提供足够大的减振阻尼；阻尼条4与导槽505之间的压力过大，则又会造成两者之间无相对位移，使得摩擦阻尼器失效。
[0037]所示导槽504的形状并不局限于图5所示的扇形，亦可以是圆形(图6)，或者扇形与圆形间隔排列。扇形的优点在于较大的接触面积，而圆形的优点在于加工成本低。阻尼条4的外形取决于导槽504的形状，阻尼条4的数量通常与刀齿的数量相等，每根阻尼条都有相对应的刀齿。由于铣刀刀齿加工后存在形位误差，故不同刀齿的振动频率存在差异，针对不同的刀齿频率可以通过改变其对应的阻尼条的材料来获得匹配的频率。阻尼条的材料可以使用阻尼合金、橡胶、甚至是铜、钢、钨等。另外，对于低频结构可以通过分段式的阻尼条来解决(图7)。阻尼条4轴向由挡圈3压紧，径向由心轴6定位。刀座I顶端有用于刀盘固定的端键102和用于压紧刀盘的紧定螺钉孔101，刀座I底端设有用于连接刀体5的外圆，刀座I以端键102定位。刀座I与刀体5以座底外圆103上的右旋螺纹紧配合连接。
[0038]所述刀座I由钢或者硬质合金制成，在其上端的端键102传动部分依据GB/T613-93选用。刀座I座底外圆直径为刀体头部直径的65%?70%，外圆与刀体头部由螺纹紧配合连接。
[0039]所述刀体5由工具钢、硬质合金或硬铝合金等制成，设有3°锥角。刀体5头部内孔与刀座I座底外圆由螺纹连接，刀体5尾部Capt1接口 503执行IS026623-1标准。刀体5内部空腔设有2?8道导槽504，用以安装阻尼条4。刀体5尾部设有内螺纹孔用于心轴6的轴向固定。
[0040]所述紧固六角螺母2用于挡圈3的轴向固定以及与挡圈3组合为阻尼条4提供合适预应力。
[0041]所述挡圈3用于阻尼条4的轴向固定和压紧，为刀体5提供反向弯矩。
[0042]所述心轴大端与刀体以螺纹配合，小端由挡圈和六角螺母定位。心轴与阻尼条无间隙与导槽壁存在2mm间隙。
[0043]刀体5发生弯曲变形时，心轴6与阻尼条4同时发生弯曲，由于心轴与阻尼条非同心，两者端部存在位移差，阻尼条端部位移会略大于心轴。由于挡圈3的约束作用，挡圈3将受到阻尼条沿轴线方向的反向作用力，又因为挡圈3与刀体5刀壁之间无隙配合，挡圈3对刀壁施加一个额外的反向弯矩，该反向弯矩具有反抗刀体5变形的效果。刀体5的弯曲变形越大，刀体收到的反向弯矩越大，减振刀柄的抑振效果作用也就越明显。
[0044]铣刀高速旋转时，阻尼条4受到强大离心力的作用，该离心力可以克服挡圈3施加的摩擦力的作用，使得阻尼条发生形变和位移，压紧刀体内壁。当刀体5发生弯曲变形时，阻尼条3与导槽504发生相对摩擦，摩擦将振动能量转变为热能，经过刀体辐射到环境中，从而降低了振动幅值，防止长悬伸铣刀加工时产生的颤振现象。另一方面，经过调谐后的阻尼条具有与刀齿相同的频率，当刀齿受周期性冲击力发生振动时，阻尼条以同等的频率振动，由于阻尼条由较大阻尼系数材料构成(阻尼合金，橡胶等)，具有较大的内部阻尼，因而可以耗散大量的能量，提升长悬伸铣削刀具的动态刚度。
【主权项】
1.一种摩擦式减振铣刀刀杆，包括刀座、挡圈、阻尼条、刀体、心轴； 刀体头部设有空腔，尾部设有接口，中部设有轴向内孔，内孔周向均匀分布导槽，阻尼条安装在导槽内，阻尼条的长度比导槽长，刀体内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，心轴的小端位于刀体头部空腔中，固定处设有挡圈，心轴的大端固定在刀尾内孔中，导槽的侧壁与心轴之间设有间隙； 刀座与刀体的空腔通过螺纹固定连接，刀座顶端设有端键，用于刀盘安装。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述导槽长度为刀体长度的2/3。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述导槽数量与刀盘齿数相等。
4.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述导槽的侧壁与心轴存在1_间隙。
5.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述阻尼条的长度比导槽长2mm。
6.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述导槽的形状为扇形或者圆形或者扇形与圆形间隔排列。
7.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述阻尼条材料采用阻尼合金、橡胶、甚至是铜、钢或者钨。
8.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述阻尼条对于低频结构时，采用分段式。
9.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述刀座采用钢或者硬质合金，端键传动部分依据GB/T613-93选用，刀座座底外圆直径为刀体头部直径的65%?70%。
10.根据权利要求1所述的一种摩擦式减振铣刀刀杆，所述刀体采用工具钢、硬质合金或硬铝合金，设有3°锥角，刀体尾部接口执行IS026623-1标准。
【专利摘要】本发明公开了一种摩擦式减振铣刀刀杆，包括刀座、挡圈、阻尼条、刀体、心轴；刀体头部设有空腔，尾部设有接口，中部设有轴向内孔，内孔周向均匀分布扇形或者圆形导槽；阻尼条安装在导槽内，阻尼条的长度比导槽略长，形状与导槽相同，可采用分段或整体式设计；刀体内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，心轴的小端位于刀体头部空腔中，用于挡圈和调整螺母的安装，心轴的大端固定在刀尾内孔中，导槽的侧壁与心轴之间设有间隙；刀座与刀体的空腔固定连接，刀座顶端设有端键，用于刀盘安装。本发明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】B23C5-00
【公开号】CN104646740
【申请号】CN201510059550
【发明人】杨毅青, 余玉
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月4日