[其他]一種非連續切削機床飛輪阻尼減振裝置

無效

• 申請號: 87209250
• 申請日: 1987-06-15
• 公開（公告）號: CN87209250U
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 周繼洛;王寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 蔡和平

本發明屬于機械制造領域。

非連續切削機床、如銑床、滾齒機、花鍵滾床等，依靠多齒刀具對工件進行切削加工。刀具在切削過程中，刀齒呈周期性的切入和切出，產生了波動切削刀。當刀具制造精度和安裝精度不高時，更滲入了相當大的偏心切削力，甚至較刀齒的波動切削力更大。因此非連續切削機床有比一般的連續切削機床遠為嚴重的波動切削力，能激發機床產生更大的切削振動。

怎樣減小機床的切削振動，常是機械加工領域內的一個重要研究課題。在非連續切削機床中，除改善機床的結構動力性能外，人們曾采用過的一條途徑是在刀具傳動鍵上增設一飛輪，提高刀具主軸在刀齒切削過程中的運轉平穩性，如高爾基銑床廠機床實驗室1955年發表的《6H82T型銑床主軸在裝設飛輪和不裝飛輪條件下的扭轉振動和旋轉平穩性的研究》中所講的。但這樣處理的結果，減少了齒在切入過程中的柔度，即減少了刀齒在切入切出過程中的時間，加強了切削沖擊，反而會引起更大的切削波動。

本發明針對上述的缺點與不足，提出一種非連續切削機床飛輪阻尼減振裝置。

本發明的要點在于，此裝置由一中空的飛輪殼體，并在殼體內裝有一環狀飛輪塊，可為一薄壁鋼套內灌入鋁，在飛輪殼體與飛輪塊之間有一間隙，間隙內充滿潤滑介質，可為硅油。飛輪殼體端部用一飛輪殼體蓋蓋住，防止潤滑介質外溢組成。整個裝置通過飛輪殼體的輪轂套裝在刀具主軸的鍵上。

當主軸在非切削狀態下恒連旋轉時，同時帶動飛輪殼體和蓋一起恒速旋轉，并且通過潤滑介質的阻尼力帶動飛輪體一起同步旋轉。當刀具切削工件時，產生的波動切削力使刀具主軸和飛輪殼體及蓋一起出現扭轉振動，即出現不平穩的園周運轉，這時飛輪塊由于自己的旋轉慣性量仍以恒速旋轉運動，便與殼體和蓋之間形成一定的相對轉動，于是其間隙內潤滑油阻尼力對殼體，蓋和軸起緩沖和減振作用。

由于飛輪阻尼減振裝置直接設置在刀具主軸上，直接對刀齒的切削沖擊進行緩沖，減小了波動力，提高了刀具主軸的旋轉平穩性，從而減輕了刀具傳動鍵中齒輪在傳動過程中的間隙沖擊，降低了齒輪的嚙合噪聲。

使用本裝置可減小刀具在切削過程中的波動切削力，從而可減小機床的切削振動，提高刀具的耐用度，提高工件的加工表面質量，或在維持原有切削振動的狀態下，可以提高刀具的切削速度，即提高了機床的切削生產率。

最佳實施例如附圖1，即飛輪阻尼減振裝置結構，圖中〔1〕是飛輪殼體，〔2〕是飛輪塊〔3〕是間隙，〔4〕是飛輪殼體蓋，〔5〕是主軸，〔6〕是鍵，〔7〕是薄壁鋼套。

附圖2是一臺臥式滾齒機上刀具以不同轉速作m＝1mm，S＝0.2mm／rey，一次成形切削時動態切削力P_Z的頻譜圖，并且隨著刀具轉速的增大，切削刀具有更大的譜峰值，能激發機床更大的振動，更大地影響著刀具的耐用度，工件的加工表面質量和機床的切削生產率。

附圖3是刀具主軸在裝設飛輪阻尼減振裝置后，動態切削刀頻譜圖，其切削條件與附圖2完全一樣，從二者對比可看出，主切削力P_Z在機床刀具主軸采用飛輪阻尼減振裝置后，各頻率分量都有明顯降低。這一阻尼減振的效果當刀具轉速越高時更大。

這是由于飛輪阻尼減振裝置直接設置在刀具主軸上，直接對刀齒的切削沖擊進行緩沖，減小了波動力，提高了刀具主軸的旋轉平穩性，從而減輕了刀具傳動中齒輪在傳動過程中的間隙沖擊，降低了齒輪的嚙合噪聲。

附圖4是一臥式滾齒機上分別采用、a）普通結構飛輪和b）有阻尼減振裝置飛輪，并將前者裝在刀具主軸的前一傳動軸上和后者直接接裝設在刀具主軸上，近場測量刀具在切削過程中齒噪聲信號的諧波分析的結果。由圖可見，后者噪聲譜值有了明顯的降低，在所有切削條件相同的情況下，噪聲水平降低了3dB（A），并且人的主觀感受比前者較為柔和。