[发明专利]质量阻尼器和切割工具

说明书

本发明涉及一种用于切割工具(10)的质量阻尼器(22)，所述质量阻尼器(22)包括至少一个阻尼质量(24)；以及至少一个弹簧元件(26)，所述至少一个弹簧元件布置成支撑阻尼质量(24)，其中，弹簧元件(26)包括在至少一维上具有100nm或更小的结构尺寸的纳米结构。还提供了一种包括所述阻尼质量(24)的切割工具(10)。

技术领域

本公开总体上涉及一种质量阻尼器。具体地，本公开提供了一种用于切割工具的质量阻尼器以及一种包括该质量阻尼器的切割工具。

背景技术

切割工具通常被实现为悬臂式结构，并且其刚度随着悬垂长度与直径之比的增大而基本降低。当用切割刀具加工金属工件时，切割对切割刀具产生周期性力，并且产生振动。由于若干原因，不期望的是在机械加工过程中的切割工具的振动。工件的表面会被破坏，切割工具会断裂，加工过程会失败，等等。

一种已知的抑制切割工具振动的解决方案是提供一种调谐质量阻尼器，所述调谐质量阻尼器包括阻尼质量，使得切割工具的振动能量被传递到添加的阻尼质量。因此，所添加的阻尼质量代替切割工具振动，并且切割工具可以在操作期间保持稳定。

为了使质量阻尼器高效地发挥功能，重要的是使质量阻尼器的共振频率与振动的切割工具的振动频率匹配。为此，一些切割工具质量阻尼器设置有调谐机构以调节或调谐质量阻尼器的共振频率。此外，一些现有技术的切割工具设置有复杂的机械电子部件，用于测量切割工具的振动频率并且用于响应于测得的振动频率来调节弹簧元件的刚度。

US 3447402 A公开了一种机床镗杆主体组件。该组件包括具有中心孔的圆形镗杆主体、环形粘弹性吸收元件、圆柱形阻尼质量和调谐机构。

US 2016067787 A1公开了一种用于机械加工操作的镗杆。该镗杆具有内部腔室，在所述内部腔室内由弹性缓冲构件在每个轴向端部处支撑振动阻尼质量。振动调节活塞是可与工具架一起线性地运动的，并且与所述振动阻尼质量进行阻尼调节接合。

由现有技术的切割工具所需的调谐处理对于最终用户而言是错综复杂的。另外，错误的调谐会在机械加工过程中对工具和/或工件造成昂贵的损坏。呼吁专业服务技术人员进行正确的调谐对于大多数的最终用户而言是昂贵的。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于切割工具的质量阻尼器，所述质量阻尼器提供自动的自调谐。

本公开的另一个目的是提供一种用于切割工具的质量阻尼器，所述质量阻尼器随着时间的推移提供可靠且高效的振动阻尼。

本公开的又一个目的是提供一种质量阻尼器，所述质量阻尼器能够使用具有相对大体积(相对于所述切割工具)的阻尼质量并且/或者使用相对紧凑且刚性的切割工具。

本公开的又一个目的是提供一种用于切割工具的质量阻尼器，所述质量阻尼器具有简单、便宜和/或可靠的构造。

本公开的又一个目的是提供一种包括质量阻尼器的切割工具，所述切割工具解决了前述目的中的一个、多个或全部。

根据一个方面，提供了一种用于切割工具的质量阻尼器，所述质量阻尼器包括至少一个阻尼质量；以及至少一个弹簧元件，所述至少一个弹簧元件布置成支撑所述阻尼质量，其中，所述弹簧元件包括在至少一维上具有100nm或更小的结构尺寸的纳米结构材料。

在整个本公开中，所述纳米结构的结构尺寸可以被可替代地称为晶粒尺寸。所述弹簧元件的在至少一维上具有100nm或更小的结构尺寸的所述纳米结构提供取决于所述弹簧元件的振动频率的刚度。由此，可以在所述质量阻尼器中实现自调谐功能。由此，所述质量阻尼器构成自调谐质量阻尼器。