一种克服车削刀具振动的方法与流程

文档序号:34228355发布日期:2023-05-24 10:57阅读:47来源:国知局

本发明属于机械加工领域,并具体涉及一种克服长径比过大的车削刀具的振动的方法。


背景技术:

1、在实际生产加工过程中,经常遇到一些需要刀具长径比过大的加工场景,例如车削一些具有较长的加工内腔/孔、薄壁、锥面、内部带有沟槽的回转体等特征的产品。这种加工情况一直是车削加工的难题,其加工难点主要是加工结构封闭,锥面的存在又导致加工区域狭窄、加工目标较远,刀柄伸出过长,从而在车削加工中极易产生刀具的振动,从而严重影响加工结果。

2、传统的车削内孔的刀具刀柄通常为直刀柄(截面为均匀的圆形和椭圆形),在加工锥面产品时,为使刀具能够顺进入加工腔,在刀尖置于最大加工长度时位于产品内部的最小直径处的刀柄的直径不能大于产品内部的最小直径,否则由于产品内部结构的遮挡,刀具无法进入产品内部,不能进行最深处的加工(如图1所示)。但如此一来,对于具有锥度的产品、或加工深度较大的产品而言,在加工其远端时,会有很大的悬空区,刀具长径比过大、没有足够的支撑,刚性差,车削时刀柄易与产品发生摩擦,刀尖极易产生振动,由此产品被加工表面的“表面粗糙度”这一指标必然下降,刀尖颤动越大,产品被加工面的“表面粗糙度”也就越差。很多产品对于“表面粗糙度”这一指标是有严格的要求,一旦该指标超出要求的范围,那么就可能导致产品的报废。

3、综上所述,需要采用一些方法来增强刀具的刚性,使其在加工时减小甚至不产生振动,从而能够适应需要较大长径比的加工情况。


技术实现思路

1、针对上述现有技术的现状,本方案的核心是改进刀具的形式,不再使用通用的常规刀具,而改为使用自制刀具。刀具的外形根据被加工表面变化,最大限度的提升刀具的刚性。

2、具体的,本发明提供一种克服车削刀具振动的方法,该方法为:将安装刀尖的刀柄制成朝向刀尖的方向截面直径逐渐减小的圆台或棱台形状,并在小直径一端安装刀尖;其中,安装刀尖处的刀柄直径加刀尖伸出刀柄的长度之和小于目标产品的内部的最小直径,并且,在刀尖到达最深处时,位于目标产品最小直径处的刀柄直径小于目标产品的内部的最小直径。刀具的刀柄根据产品的角度进行制作,保证了刀柄的每一个截面直径都最大化,最大限度的提升了刀具的刚性。在刀柄的头部加工出螺纹孔,用于安装刀尖,通过计算,使刀柄加刀尖的最大直径小于产品的内部的最小直径,可实现正常的切削。

3、其中,刀柄截面一般为圆形、椭圆形或类圆形,也可以为多边形。

4、其中,刀柄的圆台形状可以为非等腰梯形形状(在刀柄长度方向上的截面,例如,可以为直角梯形形状截面);针对经过内部最小直径后刀尖仍需行进较长距离的目标产品,优选采用圆台与圆柱的组合形状(圆柱形为靠近刀尖一侧)或棱台与棱柱的组合形状(棱柱形为靠近刀尖一侧)。

5、进一步的,本发明的方法还包括:在刀柄外表面(尽量接近刀尖的位置)缠绕具有一定弹性的物品(例如,橡胶制品,如橡胶带),通过阻尼的方式进一步克服刀具的振动。

6、本发明提供的克服车削刀具振动的方法主要有以下优点:

7、1.刀具整体的刚性更强,在保证不干涉的情况下最大限度适应被加工产品,达到刀具刚性的最大化,加工时不易发生振动。

8、2.刀具的制作可选用不锈钢等材质,本身成本较低,经济性好。

9、3.刀尖与刀柄分开制成,可选用市面的标准刀尖,也可自行制作,简单方便。

10、以往,遇到此类产品,往往都会采用传统刀具来加工,产生的粗糙刀纹还需要另外抛光,即使如此,产品的外观也并不美观,尺寸精度也较难保证,往往需要跟需求方交涉,以求降低验收标准。

11、而采用本发明的方法需转变思路,从刀具的形态入手,增加刀具的刚性,从根本解决问题,针对性强,且此方法适用于所有产品,适用性强。针对不同的目标产品进行刀柄和刀尖的组合配对,可以通过几组定制的刀具部件实现系列产品的减振车削加工。本发明提出了一种刀具设计的新思路,不同于大部分现有克服振动的构思,旨在让刀具在每一个截面都尽可能拥有最大的外径,以此来减小刀具的长径比,增加刀具刚性,最大限度减小或消除刀尖的颤动才是最终目的。

12、同等条件下,也可采用物理方法减小加工振动,例如在产品外表面缠绕橡皮带等具有一定弹性的物品,起到吸收振动的作用,但此方法仅对薄壁零件有一定效果,且效果有限,需要根据实际情况做判断。



技术特征:

1.一种克服车削刀具振动的方法,其特征在于,所述方法为:将安装刀尖的刀柄制成朝向刀尖的方向截面直径逐渐减小的圆台或棱台形状,并在小直径一端安装刀尖;其中,安装刀尖处的刀柄直径加刀尖伸出刀柄的长度之和小于目标产品的内部的最小直径,并且,在刀尖到达最深处时,位于目标产品最小直径处的刀柄直径小于目标产品的内部的最小直径。

2.根据权利要求1所述的克服车削刀具振动的方法,其特征在于,刀柄截面一般为圆形、椭圆形或类圆形,也可以为多边形。

3.根据权利要求1或2所述的克服车削刀具振动的方法,其特征在于,刀柄的圆台或棱台形状其长度方向上的截面可以为非等腰梯形形状。

4.根据权利要求1-3任一所述的克服车削刀具振动的方法,其特征在于,针对经过内部最小直径后刀尖仍需行进较长距离的目标产品,优选采用圆台与圆柱的组合形状或棱台与棱柱的组合形状,其中,圆柱或棱柱设置在靠近刀尖一侧。

5.根据权利要求1-4任一所述的克服车削刀具振动的方法,其特征在于,该方法还包括:在刀柄外表面缠绕弹性物品。

6.根据权利要求5所述的克服车削刀具振动的方法,其特征在于,所述弹性物品为橡胶制品。


技术总结
本发明提供了一种克服车削刀具振动的方法,所述方法为:将安装刀尖的刀柄制成朝向刀尖的方向截面直径逐渐减小的圆台或棱台形状,并在小直径一端安装刀尖;其中,安装刀尖处的刀柄直径加刀尖伸出刀柄的长度之和小于目标产品的内部的最小直径,并且,在刀尖到达最深处时,位于目标产品最小直径处的刀柄直径小于目标产品的内部的最小直径。采用本发明的方法,转变思路,从刀具的形态入手,增加刀具的刚性,从根本解决问题,针对性强,且此方法适用于所有产品,适用性强。

技术研发人员:李文中,刘孟杰,江晓冬
受保护的技术使用者:北京航天新立科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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