CN203578835U - 深孔钻杆***的振动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的深孔钻杆***的振动控制器，包括中空的导套，导套的外壁套有轴承，轴承外壁过盈配合有环形活塞套，环形活塞套的外壁固定套有圆盘，圆盘的外侧设有环形的线圈支撑套，线圈支撑套与圆盘不接触，线圈支撑套上缠有线圈，导套的两端均套设有外端盖，两个外端盖的外侧互相连接。本实用新型深孔钻杆***的振动控制器结构简单，体积较小，配合精度高，易于大批量生产；利用磁流变液体进行刀杆***的阻尼修正，具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值调整范围宽的优势；不仅能满足工件回转型加工工艺的需求，对刀具回转型加工工艺也同样可以实现振动抑制的目的，具有较好的工艺承接性。

Description

深孔钻杆***的振动控制器

技术领域

本实用新型属于机械设计与制造技术领域，具体涉及一种深孔钻杆***的振动控制器。

背景技术

深孔钻削是一种极具附加价值的切削工艺，这是传统钻削方法所不能及的。在现代制造领域，有很多专门用途的深孔制件，例如据欧洲空中客车公司统计，其在大型客机制造中就涉及多达5000多个加工孔。这些零部件孔的结构形状与尺寸精度直接决定了关键部件的工作性能和效率。然而，由于深孔钻削机理的复杂性及加工条件的多样性，如何在保证加工正常运行的条件下，实时准确地识别和精确地控制刀具的运行状态从而确保孔加工精度误差一直是深孔加工研究的热点和关键问题。近年来国内外学者关于深孔加工刀具的动态稳定性问题进行了大量的研究，但这些研究的内容主要集中在对深孔钻杆***振动行为的仿真分析及其计算方法上，很难应用到实际的加工生产中，加工质量不易控制。

研究能够对刀具再生振动或颤振进行主动控制且易于实现刀具***刚度及阻尼的自调整智能控制器，对推动机床的创新开发，特别是对深孔加工机床的发展具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种深孔钻杆***的振动控制器，解决了现有钻削装置无法有效控制深孔加工质量的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，深孔钻杆***的振动控制器，包括中空的导套，导套的外壁套有轴承，轴承外壁过盈配合有环形活塞套，环形活塞套的外壁固定套有圆盘，圆盘的外侧设有环形的线圈支撑套，线圈支撑套与圆盘不接触，线圈支撑套上缠有线圈，导套的两端均套设有外端盖，两个外端盖的外侧互相连接。

本实用新型的特点还在于，

其中的线圈支撑套的截面为U形。

其中的外端盖上设有电源线连接通道，电源线连接通道与线圈支撑套的U形内腔连通。

其中的导套上位于轴承的一侧设有凸起，轴承的另一侧设有轴承弹性挡圈，轴承弹性挡圈套在导套上。

其中的环形活塞套的外壁套设有挡圈，沿环形活塞套外壁的一周固设有凸圈，挡圈和凸圈之间通过螺钉连接圆盘。

其中的两个外端盖的内壁与环形活塞套、线圈支撑套构成封闭腔，封闭腔内充有磁流变液体，两个外端盖的内壁靠近圆盘的位置处均设有凸块，每个凸块均与圆盘之间留有间隙。

其中的间隙的宽度为0.8～1mm。

本实用新型的有益效果是，通过利用封装在控制器内磁流变液体的快速、连续及可逆转化的特点，并引入环形磁场可调布局，使其适用于刀具***中各辅助支撑的刚度及阻尼调控，本实用新型的深孔钻杆***的振动控制器结构简单、体积较小，配合精度高，易于加工，生产效率高；利用磁流变液体进行刀杆***的阻尼修正，使得该深孔钻杆***的振动控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值调整范围宽的优势；该深孔钻杆***的振动控制器不仅能满足工件回转型加工工艺的需求，对刀具回转型加工工艺也同样可以实现振动抑制的目的，具有较好的工艺承接性。

附图说明

图1是本实用新型深孔钻杆***的振动控制器的结构示意图。

图中，1.导套，2.外端盖，3.轴承弹性挡圈，4.环形活塞套，5.线圈支撑套，6.圆盘，7.线圈，8.磁流变液体，9.电源线连接通道，10.挡圈，11.螺钉，12.轴承，13.钻杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型深孔钻杆***的振动控制器，其结构如图1所示，包括中空的导套1，导套1的外壁套有轴承12，轴承12外壁过盈配合有环形活塞套4，环形活塞套4的外壁固定套有圆盘6，圆盘6的外侧设有环形的线圈支撑套5，线圈支撑套5与圆盘6不接触，线圈支撑套5上缠有线圈7，导套1的两端均套设有外端盖2，两个外端盖2的外侧互相连接。

其中，线圈支撑套5的截面为U形，外端盖2上设有电源线连接通道9且与线圈支撑套5的U形内腔连通；导套1上位于轴承12的一侧设有凸起，轴承12的另一侧设有轴承弹性挡圈3，轴承弹性挡圈3套在导套1上；环形活塞套4的外壁套设有挡圈10，沿环形活塞套4外壁的一周固设有凸圈，挡圈10和凸圈之间通过螺钉11连接圆盘6；两个外端盖2的内壁与环形活塞套4、线圈支撑套5构成封闭腔，封闭腔内充有磁流变液体8，两个外端盖2的内壁靠近圆盘6的位置处均设有凸块，每个凸块均与圆盘6之间留有间隙，间隙的宽度为0.8～1mm。

外端盖2、线圈支撑套5与环形活塞套4构成的密闭腔体中注入磁流变液体8，形成固体与液态逆变场。线圈7均匀缠绕于线圈支撑套5内，环绕圈数为1000圈。线圈正负极经由电源线连接通道9引出，用于联接外部电源。为了保证阻尼通道有足够的磁感应强度，外端盖2上设置的凸块与圆盘6之间的间隙宽度为0.8～1mm。外端盖2和圆盘6的材质均采用低碳钢，而线圈支撑套5、环形活塞套4和挡圈10则采用铝制材料。轴承12与钻杆13、聚四氟乙烯导套1之间采用过盈配合，并通过螺钉11将轴承12、环形活塞套4、挡圈10与圆盘6之间的运动关联起来。

使用时，将钻杆13穿过导套1，钻杆13与导套1为过盈配合，线圈7通过电源线连接通道9外接整流器，整流器通电后使得线圈7周围产生磁场，尤其是在外端盖2与圆盘6相邻的位置处磁场强度最强，于是磁流变液体8在磁场的作用下，依据磁流变液体8可产生固液相变的原理，会导致磁流变液体8在固体与液态之间进行毫秒级快速可逆转化，进而影响了圆盘6和磁流变液体8接触面的阻尼值，由于圆盘6、环形活塞套4、导套1和钻杆13为组合体件，故该阻尼值可调或控制，将直接影响钻杆13自身的振动状态，从而修正钻杆13颤振响应谱峰值的频率、幅值以及阻尼值，以使被加工孔的表面质量获得有效提升。

操作人员可根据深孔钻杆13的直径选取聚四氟乙烯导套1，由于导套1采用紧配合安装于钻杆13上，在正常钻削加工状态下，导套1对钻杆13起到了导向作用。若钻杆13产生横向振动行为，则环形活塞套4同时也会产生同频振动，并将这种振动模式映射到轴套相联接的圆盘6上。

根据加工中钻杆13的振动情况实时调节线圈7中电流，使其产生不同的磁感应强度。然后，腔体内的磁流变液体8受到磁场强度变化的激发，会导致其在固体与液态之间进行毫秒级快速可逆转化，从而修正对圆盘振动所施加的剪切阻尼力值。

若发现在钻削过程中钻杆13振动过大，则适当增大线圈7中电流致使密闭腔体内磁场增强，同时促使磁流变液体8相变固化使得圆盘6所承受的剪切阻尼力增大；反之，则减小线圈7中的电流。通过上述调整过程，最终达到利用改变磁流变液流体的剪切阻尼力，以实现对钻杆***阻尼值和刚度值进行主动调控的目标。

本实用新型的深孔钻杆***的振动控制器中，挡圈10和环形活塞套4外壁设置的凸圈之间通过螺钉11连接圆盘6，通过这样的结构设置大大提升了各部件之间的配合精度，并且降低了实际生产过程对各部件加工的公差等级要求，降低了加工难度，提高了生产效率，从而满足了深孔钻杆***的振动控制器批量化生产的需要。

本实用新型的深孔钻杆***的振动控制器结构简单、体积较小，配合精度高，易于大批量生产；利用磁流变液体进行刀杆***的阻尼修正，使得该深孔钻杆***的振动控制器具有高精度和高敏捷度，以及阻尼值调整范围宽的优势；该深孔钻杆***的振动控制器不仅能满足工件回转型加工工艺的需求，对刀具回转型加工工艺也同样可以实现振动抑制的目的，具有较好的工艺承接性。

Claims (7)

1.深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，包括中空的导套（1），导套（1）的外壁套有轴承（12），轴承（12）外壁过盈配合有环形活塞套（4），环形活塞套（4）的外壁固定套有圆盘（6），圆盘（6）的外侧设有环形的线圈支撑套（5），线圈支撑套（5）与圆盘（6）不接触，线圈支撑套（5）上缠有线圈（7），所述导套（1）的两端均套设有外端盖（2），两个外端盖（2）的外侧互相连接。

2.如权利要求1所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述线圈支撑套（5）的截面为U形。

3.如权利要求1所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述外端盖（2）上设有电源线连接通道（9），电源线连接通道（9）与所述线圈支撑套（5）的U形内腔连通。

4.如权利要求1所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述导套（1）上位于轴承（12）的一侧设有凸起，轴承（12）的另一侧设有轴承弹性挡圈（3），轴承弹性挡圈（3）套在导套（1）上。

5.如权利要求1所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述环形活塞套（4）的外壁套设有挡圈（10），沿环形活塞套（4）外壁的一周固设有凸圈，挡圈（10）和凸圈之间通过螺钉（11）连接圆盘（6）。

6.如权利要求1所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述两个外端盖（2）的内壁与环形活塞套（4）、线圈支撑套（5）构成封闭腔，封闭腔内充有磁流变液体（8），两个外端盖（2）的内壁靠近圆盘（6）的位置处均设有凸块，每个凸块均与圆盘（6）之间留有间隙。

7.如权利要求6所述的深孔钻杆***的振动控制器，其特征在于，所述间隙的宽度为0.8～1mm。

Images