[发明专利]钢丝驱动式变刚度阻尼减振镗杆

说明书

钢丝驱动式变刚度阻尼减振镗杆，属于金属切削加工技术领域，本发明为解决由于镗削深孔时镗刀片尖端的振动问题。本发明包括镗杆、减振结构和刚度调节单元；镗杆设置有前端开口空腔，所述前端开口空腔中设置有减振结构，所述减振结构用于减缓切削引起的镗杆微动，减振结构与镗杆内壁之间存在均匀径向间隙；在该前端开口空腔的前端开口处设置有刀头连接件；刚度调节单元通过调整滑块与镗杆前端的距离来实现减振结构刚度大小调节。在镗杆前端空腔中安装减振结构，通过调整减振结构的刚度及阻尼实现减振性能的调节，镗杆的减振性能达到最优。

技术领域

本发明涉及一种减振镗杆结构，属于金属切削加工技术领域。

背景技术

深孔镗削加工一直以来都是机械加工领域中的一个难点，其难度在于，在深孔镗削加工的过程中，镗杆需要深入工件的内部。工件的孔深越长，镗杆的悬伸长度也越长，而镗杆的刚度会随悬伸长度的增加而降低，进而导致镗杆变形，并伴随有振动行为。镗杆的振动会导致镗刀片尖端的振动，而镗刀片尖端的振动会影响深孔的加工精度及其内壁的光滑程度，严重时会导致工件不合格，甚至是报废。除此之外，镗刀片尖端的振动还会严重降低镗刀片的使用寿命。

因此，在深孔镗削加工的过程中，减小镗刀片尖端的振动情况，并根据镗刀片尖端的振动情况实时调整相应的镗削加工参数是保证深孔镗削加工质量和延长镗刀片使用寿命的有效手段。

在实际加工中为有效减小镗刀片尖端的振动，通常会采用较小的切削参数，影响加工效率。

发明内容

本发明目的是为了解决由于镗削深孔时镗刀片尖端的振动问题，在镗杆前端空腔中安装减振结构，通过调整减振结构的刚度及阻尼实现减振性能的调节，镗杆的减振性能达到最优。提供了一种钢丝驱动式变刚度阻尼减振镗杆。

本发明所述钢丝驱动式变刚度阻尼减振镗杆，包括镗杆6、减振结构和刚度调节单元；

镗杆6设置有前端开口空腔，所述前端开口空腔中设置有减振结构，所述减振结构用于减缓切削引起的镗杆微动，减振结构与镗杆6内壁之间存在均匀径向间隙；在该前端开口空腔的前端开口处设置有刀头连接件1；

刚度调节单元通过调整滑块3与镗杆6前端的距离来实现减振结构刚度大小调节。

优选地，减振结构包括线圈2、滑块3、滑块固定环4和悬臂梁12，悬臂梁12沿镗杆中心轴方向设置于前端开口空腔中，悬臂梁12的固定端设置于刀头连接件1内壁中心点，滑块3为圆柱形，滑块3具有中心通孔25，滑块3利用中心通孔25套设在悬臂梁12上，滑块3的外圆周设置有周向凹槽，所述周向凹槽内绕制线圈2，滑块3的左右端面各设置一个滑块固定环4。

优选地，刚度调节单元包括钢丝11和钢丝移动单元；钢丝移动单元包括一号定滑轮10和钢丝换向单元；

镗杆6尾端内部设置有尾端空腔，该尾端空腔中设置钢丝换向单元，尾端空腔与前端开口空腔之间由线孔连通；

钢丝11的两端各利用一个螺栓5分别固定在两个滑块固定环4上，且两个固定点周向角度相差180度；

滑块3沿轴向还设置一个偏心通孔24；

刀头连接件1内壁设置有一号定滑轮10，钢丝11的一端从靠近镗杆前端的固定点出发，经过一号定滑轮10进入滑块3的偏心通孔24，再经过两个空腔之间的线孔进入尾端空腔，跨经钢丝换向单元后从线孔返回前端开口空腔，并连接至另一个固定点；

钢丝换向单元通过控制钢丝的移动方向来控制滑块3沿悬臂梁12前后移动，进而改变滑块3与镗杆前端的距离，实现减振结构刚度的调节。

优选地，钢丝换向单元包括两个定滑轮组、钢丝缠绕件16、电机垫块9和步进电机18；

二号定滑轮7和三号定滑轮8构成一个定滑轮组，四号定滑轮15和五号定滑轮17构成另一个定滑轮组；