[发明专利]一种卧式装配型减振铣刀

说明书

本发明公开了一种卧式装配型减振铣刀，包括刀盘、减振结构和刀柄；所述的减振结构包括三层结构，由内向外依次是阻尼层、碳纤维复合材料层和硬质合金层；减振结构的一端伸入到刀柄的空腔内，另一端伸入到铣刀盘的空腔内，减振结构与刀柄、铣刀盘可拆卸连接，形成装配式铣刀；本发明的减振结构通过不同材料间的叠加，同时提高了刀杆的刚性与阻尼，达到防振与抑振的作用。

技术领域

本发明涉及铣削加工领域，具体涉及一种卧式装配型减振铣刀。

背景技术

在加工深孔或腔体零件时，经常需要用到悬臂刀具。然而，刀杆悬伸长径比较大时，容易引起切削颤振，影响加工效率的提高，甚至降低了加工稳定性和表面质量。

对于车刀，专利号为CN202212591U实用新型专利将防振层、减振层、基础层依次设在刀柄壳体内部，且防振层设在刀柄壳体与刀头的连接端，达到减小振动的目的；然而防振层材料用量少，抑振效果有限，并且多种材料水平方向依次分布的方式易导致质量分布不均匀，所以不适用于旋转刀具的减振。专利号为CN206153598U的实用新型专利在刀杆外层设置了减振合金层，能有效抑制加工过程中产生的振动；若在基体层与减振合金层间添加阻尼材料层，减振效果会更显著。专利号为CN205599935U实用新型专利通过在刀杆上设置减振块，达到抵消机械振动能量的作用。但通过在刀杆一侧添加减振块进行减振的方式并不适用于旋转类刀具，这是由于添加的减振块将影响刀具整体的动平衡。

对于镗刀，专利号为CN102275086A发明专利采用颗粒阻尼减振系统实现了镗刀的减振；专利号为CN206065451U实用新型专利设计了一种基于颗粒阻尼及磁流变复合减振的镗刀。上述两个专利皆是通过颗粒阻尼的碰撞与摩擦消耗振动能量，同样地，颗粒间运动与碰撞会严重影响旋转刀具的动平衡。

对于立式铣刀，专利号为CN206588401U实用新型专利采用在刀杆内部添加调节装置、弹性元件和阻尼调节机构等来实现刀杆的阻尼可调，以便达到控制振动的要求。该专利通过增加刀杆的阻尼来控制振动，但刀杆的刚性因内腔的挖孔而减小，降低了刀杆抑振的能力。

相比立式铣削，在卧式铣削时，刀杆的悬伸长径比和质量对加工性能的影响更加显著。刀杆悬伸长径比较大(长径比大于4)时，导致刚性相对减小，易产生铣削颤振，影响加工质量和加工效率。在立式铣削时，可以不考虑刀杆的质量对加工的影响，然而，在卧式铣削时，当刀杆高速旋转时，刀杆较大的质量易引起较大的离心力与陀螺力矩，增大激振力的幅值，恶化铣削颤振。

发明内容

本发明为解决因卧式加工方式和铣刀杆长径比大(长径比大于等于7)引起的抗振性差、加工效率难以提高的问题，提出了一种装配式减振型铣刀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种卧式装配型减振铣刀，包括刀盘、减振结构和刀柄；所述的减振结构包括三层结构，由内向外依次是阻尼层、碳纤维复合材料层和硬质合金层；减振机构的一端伸入到刀柄的空腔内，另一端伸入到铣刀盘的空腔内，减振结构与刀柄、铣刀盘可拆卸连接，形成装配式铣刀。

进一步的，所述的硬质合金层为一个空心圆柱状结构，其一端封闭，另一端敞口，形成一个内腔；所述的硬质合金层用于提高刀杆的刚性，从而提高了铣刀的抗振性能。

进一步的，所述的碳纤维复合材料层使用环氧橡胶粘剂粘充在硬质合金层的内腔内。由于碳纤维复合材料具有较高的弹性模量和较小的密度，既可以提高铣刀杆的刚性，又可以减小其整体的质量。

进一步的，所述的阻尼层采用泡沫铝棒，所述的泡沫铝棒同样使用环氧橡胶粘剂黏在碳纤维复合材料层的内腔内；而泡沫铝的阻尼性较好，可以吸收铣削过程中的振动能量，起到减振的作用。

进一步的，所述的减振结构与刀柄之间通过螺栓和平键连接，所述的螺栓用于限制减振结构的轴向运动；所述的平键用于限制减振结构的周向运动。