[发明专利]一种具有减振功能的刀具刀柄

说明书

技术领域：

本发明属于涂层刀具技术领域，具体涉及一种具有减振功能的刀具刀柄。

背景技术：

铣削石材加工过程中机床所发生的振动是非常复杂的，引起振动有多种原因，主要有：由于石材内部组织不均匀且为硬脆性材料，铣削时可能会产生一个足够大的外激力，并且这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同随即产生共振；石材的外形复杂多样，加工石材时装夹部位选择不合理；切削用量和机床转速等参数选择不合理；也可能是某些强迫振动，如机床地基，机床丝杠的间隙，主轴轴承的损坏等。

以长柄CVD金刚石涂层球头铣刀为例，在石材铣削加工中，通常安装在铣床上的铣刀刀柄可供一把涂层铣刀安插于内部，但该涂层铣刀刀柄不具减振效果，因此在铣削石材时，往往会因为该涂层铣刀刀头与石材间的作用力而产生振动，使得加工精密度降低。切削力的作用会使得球头铣刀产生弯曲和震颤。这种弯曲和振动会随着刀柄夹持部分(铣刀夹头)到切削刃的伸出长度L与刀具本身的直径D之比L/D的增加而越来越显著，使得加工表面光洁度降低，或者在严重的情况下还可能使得涂层脱落刀具损坏。因此，在长径比(L/D)超过4倍时刀具自身将产生颤振，使得加工无法进行，刀具本身的刚度已经明显达不到加工的要求。减少刀柄外悬伸长度和增加涂层铣刀的直径对于减少的铣刀变形量是有利的。但是，由于受加工工件尺寸的限制，改变这两个参数是不现实的。另外，通过减少切削量来降低切削力也可以达到减少铣刀变形量的目的，但这样势必会导致生产效率下降，而且在某些情况下，即使减小切削力也不能达到加工要求，所以这也不是最好的方法。

为了解决上述问题，想到可以再刀柄内部再制造一个振动去打乱外激切削力的振频，从而消除刀具振动。例如，专利号为CN102275086A的发明专利发明了一种阻尼减震柄，在刀柄内做成圆柱形空腔，并在空腔内填充阻尼颗粒。此种方法难以固定铣刀夹头部分，由于主轴高速转动刀柄内阻尼颗粒也可能产生偏心，会使得涂层刀具振动更加剧烈进而涂层脱落。

有鉴于此，本设计人针对上述减振刀柄结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种具有减振功能的刀具刀柄，减轻刀具刀柄振动的幅度，减轻刀具表面涂层振动脱落，相对提升加工精密度；组成减振装置的零组件较少，可以快速地完成减振铣削石材的刀柄组装，制作成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有减振功能的刀具刀柄，包括刀柄本体，阻尼块和夹头，其中：

所述的刀柄本体内设有内孔，所述的内孔用于放置阻尼块和夹头；

所述的阻尼块设置在内孔底部，所述的夹头设置在阻尼块上方；

所述的内孔表面开设有4～6圈凹槽，所述的凹槽内部设有减振装置，所述的减振装置能够将夹头四周包围；

所述的刀柄内孔通过设置阻尼块和减震装置，保证夹头安装后，能够完全固定不产生晃动，且不与内孔表面直接接触，以使刀柄在加工石材过程中产生颤动或震动时，所述的阻尼块及减振装置能够将动能转化成势能，减轻夹头震动幅度进而减轻刀具振动，保护刀具表面涂层，从而提高加工精密度。

所述的刀柄本体下部依次设有刀柄座和刀柄部。

所述的夹头中心设置有夹头容孔，所述的夹头容孔用于放置刀具。

所述的减振装置包括套环和弹性件，所述的套环放置于凹槽内，所述的弹性件固定于套环表面。

所述的套环为硅橡胶套环。

所述的弹性件为阻尼颗粒，所述的阻尼颗粒粒径为2～4mm。

所述的阻尼颗粒材料为互穿网络型聚合物，是通过双网络之间相互交叉渗透、机械缠结而产生强迫互容和协同效应作用形成的一类综合性能良好的高分子材料，它可以达到颗粒阻尼减震的效果。

所述的阻尼颗粒并排放置在套环表面，放置间隔为10～15mm。

所述的阻尼块材料为钨基合金材料，且需满足力学性能：极限抗拉强度大于650MPa、冲击强度大于15J/cm²，延伸率大于6.5％，所述的阻尼块高度为夹头高度的1/5～1/3。

所述的刀柄本体顶端外表面设有外螺纹，与外螺纹配合设置有螺盖，螺盖与螺纹配合，用于刀柄装配夹头后紧固刀柄本体，以固定夹头。

所述的夹头为碳钢弹簧夹头。

所述的刀具为涂层铣刀，所述的铣刀为长柄涂层球头铣刀。

所述的涂层铣刀长径比(L/D)为4～6，其中，L为铣刀长度，D为铣刀直径。

本发明的有益效果：