[发明专利]一种轻量化减振铣削刀盘

说明书

本发明提供了一种轻量化减振铣削刀盘，本发明属于机械加工领域。包括刀盘外壳、刀柄外壳、轻量减振单元以及减振介质。所述刀盘外壳底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口，所述刀盘外壳内部为中空的腔体，所述轻量减振单元设置于刀盘外壳内部的中空腔体，并与刀盘外壳连接，所述刀盘外壳内部还填充有减震介质。本发明提供的轻量化减振铣削刀具设计方法采用轻量减振单元在刀盘及刀杆内部周期性密排，能够大幅减轻刀盘以及刀柄自重，同时每一个轻量减振单元能够保持足够的强度。采用在轻量减振单元中填充减振介质的方法，能够有效解决由于在加工中产生的振动问题。

技术领域

本发明涉及一种轻量化减振铣削刀盘，属于机械加工技术领域。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

轻量化技术在设计、制造、生产中得到了广泛的应用。目前的实际生产中铣削刀具刀柄与刀盘均为实体金属结构。然而这存在着诸多问题：由于刀柄与刀盘自重较大，主轴带动其转动所需要的扭矩增加。这进一步导致了机床运转消耗的功率，造成能源浪费。

已有部分研究进行了刀具轻量化设计，然而其只能对刀具外壳进行了有限的改造。无法同时兼顾刀具的轻量化设计与减振功能，在加工过程中会造成振动增加甚至切削颤振。现有的刀具无法在实现轻量化设计的同时减小刀具振动。

针对上述背景中的技术问题，目前尚未提出有效解决的技术方案。

发明内容

本发明目的是提供了一种轻量化减振铣削刀盘，解决了上述背景技术中超薄试样研磨中平面度控制方面存在的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

包括刀盘外壳、填充口、轻量减振单元和减振介质，所述刀盘外壳底部设置有凸缘，所述凸缘设置有内凹的刀片安装座；所述刀盘外壳侧壁设置有填充口，所述刀盘外壳内部为中空的腔体，所述轻量减振单元设置于刀盘外壳内部的中空腔体，并与刀盘外壳连接，所述刀盘外壳内部还填充有减震介质。

优选的，所述轻量减振单元为单胞结构呈周期性密集排列形成，所述单细胞结构含有非实体的中空部分和实体支撑结构。

优选的，所述轻量减振单元的单胞结构为n×n×n的减振立方结构，所述减振立方结构包括杆OA、杆AB、杆BC、杆OD、杆DE、杆EF、杆OG、杆GH、杆HI、杆OJ、杆JK、杆KL、杆OM、杆MN、杆NP、杆OQ、杆QR、杆RS；其中，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S表示杆的端点，所述各杆端点坐标如下：O(0,0,0)、A(0.25n,0.25n,0)、B(0.5n,0,0)、C(n,0,0)、D(-0.25n,0.25n,0)、E(0,0.5n,0)、F(0,n,0)、G(-0.25n,-0.25n,0)、H(-0.5n,0,0)、I(-n,0,0)、J(0.25n,-0.25n,0)、K(0,-0.5n,0)、L(0,-n,0)、M(0,0.25n,0.25n)、N(0,0,0.5n)、P(0,0,n)、Q(0,-0.25n,-0.25n)、R(0,0,-0.5n)、S(0,0,-n)。

优选的，所述n小于等于50mm，所述杆OA、杆AB、杆BC、杆OD、杆DE、杆EF、杆OG、杆GH、杆HI、杆OJ、杆JK、杆KL、杆OM、杆MN、杆NP、杆OQ、杆QR、杆RS的半径小于15mm。

优选的，所述单胞结构为基于极小曲面填充设计，所述极小曲面表达式如下：

cos(x)+cos(y)+cos(z)=0.2；

0.5cos(y)sin(2x)sin(z)+0.5cos(z)sin(2y)sin(x)+0.5cos(x)sin(2z)sin(y)+0.