減振刀柄刀桿的阻尼結(jié)構(gòu)如何防止振動(dòng)

機(jī)加工行業(yè)在高效率加工的過(guò)程中，加工時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)是最大的難題之一，出現(xiàn)振動(dòng)的情況下，切削會(huì)導(dǎo)致工件表面質(zhì)量光潔度差、不合格的產(chǎn)品尺寸精度等問(wèn)題存在，并且振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致壽命的急劇下降，并有可能損壞機(jī)床主軸的軸承以及相應(yīng)部件。

振動(dòng)通常分為三種類型：

自由振動(dòng)：是指某個(gè)機(jī)械系統(tǒng)引入一個(gè)外力輸入并允許其自由振動(dòng)下去；

受迫振動(dòng)：是當(dāng)某個(gè)機(jī)械系統(tǒng)受到變化的外力或運(yùn)動(dòng)作用時(shí)產(chǎn)生的；

自激振動(dòng)：在機(jī)械加工過(guò)程中最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是各種振紋，以銑削為例，當(dāng)加工過(guò)程中的參數(shù)過(guò)高或者刀具懸伸過(guò)長(zhǎng)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)以其固有頻率開(kāi)始振動(dòng)。

　　由于振動(dòng)產(chǎn)生的影響是嚴(yán)重的，在機(jī)械加工中受迫振動(dòng)頻繁發(fā)生，應(yīng)避免它們轉(zhuǎn)變成自激振動(dòng)，必須要使用減振刀具來(lái)進(jìn)行加工。

　　刀柄系統(tǒng)的變形是形成振動(dòng)的最重要因素，而刀柄系統(tǒng)的變形量和切削力以及刀柄系統(tǒng)本身的剛性直接相關(guān)，刀柄系統(tǒng)可以當(dāng)成一個(gè)圓形截面的懸臂梁系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行考慮；因此在設(shè)計(jì)刀柄的時(shí)候，必須要特別注意整個(gè)系統(tǒng)的剛性，以增加其抗彎強(qiáng)度來(lái)減少加工過(guò)程中的變形。

變形量與切削力以及有效懸長(zhǎng)成正比關(guān)系，和刀柄的直徑成反比關(guān)系；因此在設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)增大刀柄直徑(或設(shè)計(jì)成錐度形式)、減少長(zhǎng)度來(lái)增加刀柄的靜態(tài)剛性。而事實(shí)這種設(shè)計(jì)在實(shí)際中不是都可行的，刀柄的直徑通常受到工件和夾具的形狀位置限定，不能無(wú)限增大，即便沒(méi)有限制，重量因素也不能隨意增大刀柄直徑。

刀柄的懸長(zhǎng)理論上越短越好，但是實(shí)際加工時(shí)考慮到可達(dá)性即刀柄必須足夠長(zhǎng)才能深入到加工部位，因此也受到各種條件限制；

當(dāng)切削力越大時(shí)，就意味著加工效率的降低，因此，在增加靜態(tài)剛性受到限制的情況下，增加動(dòng)態(tài)剛性就成為另一種降低刀具變形量的重要手段。

減振刀柄是一個(gè)被動(dòng)動(dòng)態(tài)減振系統(tǒng)，內(nèi)部有一個(gè)預(yù)調(diào)過(guò)的重金屬阻尼單元，由彈性原件支撐在刀柄的腔體內(nèi)。

選用密度最高的物質(zhì)做成阻尼體，這樣可以在有限的空間內(nèi)達(dá)到最大的質(zhì)量，阻尼體的位置在設(shè)計(jì)時(shí)必須盡可能靠近刀柄前端，這樣可以最大化阻尼效果。

而阻尼體也必須經(jīng)過(guò)預(yù)調(diào)，以使其自身頻率與整個(gè)刀柄的頻率一致，在加工過(guò)程中，刀柄前端刀具發(fā)生的振動(dòng)變形在第一時(shí)間被阻尼體抵消，不會(huì)沿著刀柄向后傳遞，從而減少了整個(gè)刀柄的振動(dòng)變形。

阻尼減振刀桿包含刀柄和設(shè)置于刀柄下端的刀頭

優(yōu)點(diǎn)：1)減振刀桿采用顆粒阻尼減振系統(tǒng)的防振刀具，它可以在造價(jià)相對(duì)比較低的情況下，實(shí)現(xiàn)較大長(zhǎng)徑比，使加工過(guò)程更簡(jiǎn)捷、加工效率更高；

2) 減振刀桿可以提高刀具加工的精度、延長(zhǎng)刀具的壽命；

3) 同時(shí)利用減振刀具，可以提高表面加工質(zhì)量、大大提高工作效率，特別是在鏜削中運(yùn)用減振刀桿，對(duì)深孔鏜削提高內(nèi)表面質(zhì)量及速度；

當(dāng)深型腔加工現(xiàn)在越來(lái)越普遍，在模具加工中經(jīng)常有一些深型腔加工、臥式加工中心上的加工、航空航天和汽車工業(yè)中復(fù)雜的整體式零件，以及發(fā)電設(shè)備的零件等。

阻尼減振刀刀柄的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性比同類普通刀柄高3倍，無(wú)論是哪種長(zhǎng)懸伸銑削，切削參數(shù)始終能保持最優(yōu)的狀態(tài)，即使是長(zhǎng)徑比達(dá)到5倍；與傳統(tǒng)的模塊組合相比，切削深度可以高出2-4倍。

減少振動(dòng)首先從增加靜態(tài)剛性，設(shè)計(jì)圓錐或是圓柱刀柄，但結(jié)構(gòu)減振不能解決所有的問(wèn)題；

其次降低切削力，但會(huì)影響加工效率

最后是購(gòu)置一款阻尼減振刀柄或刀桿。

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