Вибродемпфирующий механизм - RU2556369C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к вибродемпфирующему механизму, в котором вибродемпфирующий утяжелитель расположен в цилиндрическом полом участке, образованном внутри стержневой секции державки или тому подобного, соосно оси полого участка.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для обработки резанием металла, державка, имеющая режущую пластину, прикрепленную к ее переднему концу, закреплена в металлорежущем станке консольным образом. Следовательно, может возникать проблема ухудшения точности обработки, если в державке возникает так называемая «вибрация дрожания» в ходе обработки резанием для резания металла, которая выполняется посредством приведенной во вращение державки.

Вышеописанный вибродемпфирующий механизм выполнен так, чтобы вызывать вибрацию вибродемпфирующего утяжелителя, расположенного в полом участке, таким образом, чтобы смещать вибрацию дрожания, а также поглощать энергию вибрации дрожания, если или когда такая вибрация дрожания возникает в ходе обработки резанием, тем самым, чтобы ограничивать вибрацию дрожания для достижения улучшения точности обработки.

Обычный вибродемпфирующий механизм выполнен так, чтобы поглощать энергию вибрации дрожания посредством трения или удара между единственным вибродемпфирующим утяжелителем, расположенным в полом участке, и внутренней поверхностью полого участка (см., например, PTL 1).

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

PTL 1: Опубликованная заявка на патент Японии No. 2003-521381

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По причине, указанной выше, величина поглощения энергии вибрации соответствует массе вибродемпфирующего утяжелителя. Следовательно, для увеличения величины поглощения энергии вибрации, в полом участке необходимо размещать более тяжелый утяжелитель.

При расположении более тяжелого утяжелителя в полом участке, если предусмотрен утяжелитель, имеющий большой удельный вес, но выполненный из дорогостоящего сверхтвердого сплава или тяжелого металла, это может вызвать увеличение стоимости изготовления вибродемпфирующего утяжелителя. Также, если предусмотрен утяжелитель, имеющий небольшой удельный вес, но выполненный из недорогостоящего металла, это может вызвать увеличение полого участка, что, в свою очередь, приводит к уменьшению прочности державки.

Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанного уровня техники. Задачей настоящего изобретения является создание вибродемпфирующего механизма, который обеспечивает увеличение величины поглощения энергии вибрации с меньшими вероятностями увеличения стоимости изготовления вибродемпфирующего утяжелителя и уменьшения прочности стержневой секции.

В соответствии с первым отличительным признаком вибродемпфирующего механизма, относящегося к настоящему изобретению, механизм содержит множество утяжелительных элементов, расположенных в цилиндрическом полом участке, образованном внутри стержневой секции, при этом утяжелительные элементы разделены в радиальном направлении друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка; и поджимающий элемент для поджатия утяжелительных элементов к оси так, что разделительные поверхности смежных утяжелительных элементов приводятся в поверхностный контакт друг с другом.

С вибродемпфирующим механизмом, имеющим вышеописанную конструкцию, в цилиндрическом полом участке, образованном внутри стержневой секции, расположено множество утяжелительных элементов, разделенных друг от друга.

Следовательно, во взаимосвязи с вибрацией дрожания в стержневой секции, разделительные поверхности смежных утяжелительных элементов могут скользить друг относительно друга, так что энергия вибрация может поглощаться в виде энергии трения или энергии удара, создаваемой между разделительными поверхностями.

Более того, так как множество утяжелительных элементов, разделенных друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка, расположено в полом участке, можно вызвать скольжение разделительных поверхностей утяжелительных элементов друг относительно друга в радиальном направлении стержневой секции, так что вибрация дрожания, возникающая в радиальном направлении стержневой секции, может эффективно уменьшаться.

Кроме того, так как поджимающий элемент предусмотрен для поджатия утяжелительных элементов к оси полого участка так, что разделительные поверхности смежных утяжелительных элементов приводятся в поверхностный контакт друг с другом, сопротивление может положительным образом прикладываться относительно скольжения между разделительными поверхностями, таким образом, увеличивая энергию трения между разделительными поверхностями. В результате, величина поглощения энергии вибрации может дополнительно увеличиваться.

Следовательно, с вибродемпфирующим механизмом, имеющим вышеописанную конструкцию, можно увеличить величину поглощения энергии вибрации с меньшими вероятностями увеличения стоимости изготовления вибродемпфирующего утяжелителя и уменьшения прочности стержневой секции.

В соответствии со вторым отличительным признаком настоящего изобретения, поджимающий элемент содержит кольцевой упругий элемент, расположенный между внешними окружными поверхностями множества утяжелительных элементов и внутренней окружной поверхностью полого участка.

С вышеописанной конструкцией, можно поджать множество утяжелительных элементов для их перемещения совместно и легко к оси.

В соответствии с третьим отличительным признаком настоящего изобретения, механизм дополнительно содержит ограничивающий элемент для ограничения величины смещения множества утяжелительных элементов от оси.

С вышеописанной конструкцией, так как величина смещения множества утяжелительных элементов от оси ограничена, возвратное смещение утяжелительных элементов в направлении оси после их смещения от оси во взаимосвязи с вибрацией в стержневой секции может облегчаться. Таким образом, становится возможным стабилизировать вращение стержневой секции и также улучшить эффект поглощения энергии вибрации посредством взаимного скольжения между разделительными поверхностями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой вертикальный разрез державки, снабженной вибродемпфирующим механизмом,

Фиг. 2 представляет собой разрез, взятый по линии II-II на фиг. 1,

Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе, показывающий вибродемпфирующий механизм,

Фиг. 4 представляет собой вертикальный разрез, показывающий вибродемпфирующий механизм в соответствии со вторым вариантом осуществления, и

Фиг. 5 представляет собой разрез, взятый по линии V-V на Фиг. 4.

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 1 и фиг. 2 показана державка (пример, «стержневой секции») 1, снабженная вибродемпфирующим механизмом 2 в соответствии с настоящим изобретением.

Вибродемпфирующий механизм 2 установлен внутри державки 1, выполненной из стали и имеющей круглое горизонтальное поперечное сечение и внешний окружной участок, соосный оси Х вращения.

Державка 1 включает в себя корпус 1а стержневой секции для установки инструмента и сужающийся участок 1b для соединения с вращательным шпинделем станка, при этом сужающийся участок 1b соосно интегрирован с корпусом 1а стержневой секции. Державка 1 приводится во вращение посредством вращательного шпинделя, соединенного с сужающимся участком 1b.

На переднем конце корпуса 1а стержневой секции, образовано установочное отверстие 4 для инструментальной головки 3. Как обозначено посредством воображаемой линии на фиг. 1, в установочном отверстии 4 закреплена несъемным образом инструментальная головка 3, к которой прикреплена многогранная режущая пластина 5, имеющая участок режущей пластины.

Внутри корпуса 1а стержневой секции, образован полый участок 6, имеющий круглое поперечное сечение, соосный оси Х вращения державки 1; и вибродемпфирующий механизм 2 установлен внутри полого участка 6.

В полом участке 6, выполнено стержневое отверстие 7, открытое на переднем конце корпуса 1а стержневой секции и имеющее круглое поперечное сечение, при этом стержневое отверстие 7 разделено посредством вставного элемента 8, соединенного по резьбе с внутренней окружной поверхностью стержневого отверстия 7, и полый участок 6 образован на стороне ближе к сужающемуся участку 1b, чем вставной элемент 8.

Установочное отверстие 4 выполнено на более передней концевой стороне стержневого отверстия 7, чем вставной элемент 8.

В державке 1 образован подающий охлаждающую жидкость проход 9 для подачи охлаждающей жидкости, такой как смазочно-охлаждающая жидкость, к инструментальной головке 3 через установочное отверстие 4, при этом подающий охлаждающую жидкость проход 9 проходит через корпус 1а стержневой секции и сужающийся участок 1b соосно оси Х вращения.

С подающим охлаждающую жидкость проходом 9 соединена трубка 10 для охлаждающей жидкости, которая соосна оси Х вращения и проходит через полый участок 6. Трубка 10 для охлаждающей жидкости соединена со сквозным отверстием 8а, образованным во вставном элементе 8, таким образом, чтобы сообщаться с установочным отверстием 4.

Вибродемпфирующий механизм 2 включает вибродемпфирующий утяжелитель 11, выполненный из сверхтвердого сплава, выполненного посредством спекания WC (карбида вольфрама) или тому подобного, при этом утяжелитель 11 расположен в нем соосно оси Х вращения и с образующимися зазорами 12а, 12b относительно внешней окружной поверхности трубки 10 для охлаждающей жидкости и внутренней окружной поверхности полого участка 6.

В соединительном участке трубки 10 для охлаждающей жидкости, соединенной с подающим охлаждающую жидкость проходом 9, и соединительном участке трубки 10 для охлаждающей жидкости, соединенной со сквозным отверстием 8а вставного элемента 8, соответственно, установлено упругое уплотнительное кольцо 13, таким образом, исключая риск случайного проникновения жидкости, такой как охлаждающая жидкость, в зазоры 12а, 12b, образованные, соответственно, между вибродемпфирующими утяжелителями 11 и внешней окружной поверхностью трубки 10 для охлаждающей жидкости и между вибродемпфирующими утяжелителями 11 и внутренней окружной поверхностью полого участка 6, таким образом, ухудшение вибродемпфирующего эффекта может быть предотвращено.

Вибродемпфирующий утяжелитель 11, как показано на фиг. 2 и фиг. 3, разделен на множество утяжелительных элементов 14, имеющих поперечное сечение в форме вентилятора и эквидистантно разделенных друг от друга, при этом утяжелительные элементы 14 расположены цилиндрически вокруг трубки 10 для охлаждающей жидкости и расположены, по существу, в полом участке 6.

В частности, так как вставной элемент 8 прочно ввинчивается по направлению к вибродемпфирующему утяжелителю 11, усилие сжатия в направлении вдоль оси Х вращения прикладывается к каждому утяжелительному элементу 14.

Для того, чтобы вызывать сильное скольжение разделяющих поверхностей 15 смежных утяжелительных элементов 14 друг относительно друга во взаимосвязи с вибрацией дрожания державки 1, при этом множество утяжелительных элементов 14 расположено с цилиндрической компоновкой в полом участке 6, поджимающие элементы 16 предусмотрены на противоположных концах в направлении оси Х вращения для поджатия этих утяжелительных элементов 14 таким образом, что разделяющие поверхности 15 смежных утяжелительных элементов 14 могут приводиться в поверхностный контакт друг относительно друга.

Поджимающий элемент 16 образован из упругого уплотнительного кольца в виде кольцевого упругого элемента, расположенного между внешними окружными поверхностями множества утяжелительных элементов 14 и внутренней окружной поверхностью полого участка 6.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг. 4 и фиг. 5 показан дополнительный вариант осуществления вибродемпфирующего механизма в соответствии с настоящим изобретением.

В вибродемпфирующем механизме в соответствии с этим вариантом осуществления, в центральном положении в направлении оси Х вращения вибродемпфирующего утяжелителя 11, разделенного на множество утяжелительных элементов 14, установлен ограничивающий элемент 17 для ограничения величины смещения множества утяжелительных элементов 14 от оси Х вращения.

Ограничивающий элемент 17 образован из металлического кольца, которое имеет внутренний диаметр, меньший, чем внутренний диаметр полого участка 6, и внешний диаметр, больший, чем внутренний диаметр полого участка 6; и на его внешней окружной стороне устанавливается в кольцевую канавку 18, образованную во внутренней окружной поверхности полого участка 6, от его случайного отсоединения по направлению к утяжелительным элементам 14.

Остальная часть конструкции является идентичной конструкции первого варианта осуществления.

ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. В вибродемпфирующем механизме в соответствии с настоящим изобретением, утяжелительные элементы, эквидистантно разделенные друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка, могут быть также дополнительно разделены в направлении оси полого участка.

В этом случае, во взаимосвязи с вибрацией дрожания стержневой секции, разделяющие поверхности утяжелительных элементов, расположенных рядом друг с другом в направлении вдоль оси полого участка, могут скользить друг относительно друга, таким образом, энергия вибрации может поглощаться в виде энергии трения или энергии удара между разделяющими поверхностями.

Более того, если кольцевой упругий элемент расположен между внешней окружной поверхностью каждого утяжелительного элемента и внутренней окружной поверхностью полого участка, каждый утяжелительный элемент может перемещаться в направлении оси полого участка, посредством чего момент инерции стержневой секции может быть уменьшен, таким образом, обеспечивая плавное вращение стержневой секции. В результате, может быть предотвращено ухудшение вибродемпфирующего эффекта.

2. Вибродемпфирующий механизм в соответствии с настоящим изобретением не ограничен вибродемпфирующим механизмом, в котором множество утяжелительных элементов, эквидистантно разделенных друг от друга вдоль окружного направления вокруг оси полого участка, расположено в полом участке. Вместо этого, механизм может быть выполнен таким образом, что множество утяжелительных элементов, неэквидистантно разделенных друг от друга вдоль окружного направления вокруг оси полого участка, расположено в полом участке.

3. Вибродемпфирующий механизм по настоящему изобретению может быть выполнен таким образом, что дополнительно к множеству утяжелительных элементов, разделенных друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка, множество утяжелительных элементов, разделенных в направлении оси полого участка, расположено, например, на каждом или любом одном из противоположных концов вдоль осевого направления полого участка.

4. В вибродемпфирующем механизме по настоящему изобретению, множество утяжелительных элементов, разделенных друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка, может быть расположено в полом участке, образованном в стержневой секции, отличной от державки.

5. В вибродемпфирующем механизме по настоящему изобретению, не является необходимым, чтобы стержневая секция представляла собой тело вращения, а также чтобы ось полого участка совпадала с осью стержневой секции.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Настоящее изобретение может широко применяться к полому участку, образованному в стержневой секции вибрирующего элемента, такого как державка.

Реферат

Изобретение относится к машиностроению. Вибродемпфирующий механизм содержит множество утяжелительных элементов, расположенных в цилиндрическом полом участке. Участок образован внутри стержневой секции. Элементы разделены радиально друг от друга в окружном направлении вокруг оси полого участка. Поджимающий элемент для поджатия утяжелительных элементов к оси. Разделительные поверхности смежных утяжелительных элементов приводятся в поверхностный контакт друг с другом. Достигается увеличение поглощения энергии вибрации. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула