【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及機加工，特別是涉及一種仿生倍頻顫振切削刀柄和切削刀具及切削方法。
技術(shù)介紹
1、隨著航空飛行器代數(shù)的不斷更迭，其性能也逐代提升，航空發(fā)動機工作溫度不斷提高。鈦合金和鎳基高溫合金以其良好的高溫性能、高強度、抗蠕變性和耐腐蝕性等優(yōu)點被廣泛地應用在航空航天領域。航空發(fā)動機中，被廣泛用于發(fā)動機的葉片、渦輪盤、導向器以及燃燒室的制造中，約占發(fā)動機整體重量的50％。然而，鈦合金和高溫合金的高強度、硬度以及較低的導熱系數(shù)等物理特性使其成為公認的難加工材料，其加工過程中切削力大，切削溫度高以及嚴重的加工硬化導致切削刀片磨損迅速，刀片壽命短，加工效率低，表面質(zhì)量差等問題。
2、近些年來，研究人員應用振動切削技術(shù)來提高難加工材料的可加工性，該技術(shù)是通過外置電源和換能器給刀片施加高頻微米級振幅的強迫激振切削方法，具有降低切削力、降低切削溫度、提升刀片壽命、提高加工效率等優(yōu)勢。然而，振動切削一方面需外置激勵電源以及特制振動刀柄，結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，另一方面，激振功率低，振動振幅小。這些問題都限制了振動切削技術(shù)在加工難加工材料方面的應用。
3、自激振動切削技術(shù)是靠切削系統(tǒng)自身切削能量產(chǎn)生幾十微米振幅的自激振動切削方法，無需外部能量供應，具有結(jié)構(gòu)簡單、激振功率高、振動振幅大等優(yōu)勢，已在自激車削生成金屬短纖維、自激斷屑深孔鉆削、自激磨削降低燒傷以及粗加工中自激切削延長刀片壽命等方面得到應用。然而，關于自激振動精加工的研究尚無。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種仿
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下方案：
3、本專利技術(shù)提供一種仿生倍頻顫振切削刀柄，包括：
4、夾持區(qū)，所述夾持區(qū)能夠固定于機床的刀架上；
5、懸伸區(qū)，所述懸伸區(qū)包括安裝段和開槽段，所述安裝段具有平行于所述懸伸區(qū)軸線的安裝面，所述安裝面用于固定刀片；所述開槽段遠離所述安裝段的一端與所述夾持區(qū)相連，所述開槽段開設有顫振槽，所述顫振槽為u形槽，所述顫振槽的開口位于所述懸伸區(qū)的圓周面上，所述顫振槽的底面為平面，且所述顫振槽的底面平行于所述安裝面。
6、優(yōu)選地，所述顫振槽位于所述開槽區(qū)軸向長度中線靠近所述夾持區(qū)的一側(cè)。
7、優(yōu)選地，所述安裝面與所述懸伸區(qū)的軸線共面，所述顫振槽的開口和底面分別位于所述懸伸區(qū)軸線的兩側(cè)。
8、優(yōu)選地，所述顫振槽的側(cè)面垂直于所述懸伸區(qū)的軸線。
9、優(yōu)選地，所述夾持區(qū)為長方體結(jié)構(gòu)，所述夾持區(qū)能夠與所述刀架的緊固螺釘相配合以實現(xiàn)固定。
10、本專利技術(shù)還提供一種切削刀具，包括刀片和上述的仿生倍頻顫振切削刀柄，所述刀片固定于所述安裝面，所述刀片能夠與加工工件接觸，所述加工工件的回轉(zhuǎn)運動作為激勵源，為所述切削刀具輸入能量，以實現(xiàn)所述懸伸區(qū)帶動所述刀片顫振，所述刀片在切削所述加工工件的同時沿切速方向和切深方向存在倍頻振動。
11、優(yōu)選地，所述刀片與所述安裝段可拆卸連接。
12、優(yōu)選地，所述安裝段設置有加速度傳感器，以監(jiān)測所述刀片的振動。
13、本專利技術(shù)還提供一種切削方法，利用上述的切削刀具，將所述切削刀具安裝于機床的刀架上，所述機床帶動所述加工工件轉(zhuǎn)動，所述刀片與所述加工工件接觸，所述懸伸區(qū)帶動所述刀片沿切速方向和切深方向振動。
14、優(yōu)選地，所述刀片的切深方向的振動頻率是切速方向的振動頻率的2倍，所述刀片的振動軌跡為8字形。
15、本專利技術(shù)相對于相關技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：本專利技術(shù)的仿生倍頻顫振切削刀柄，包括夾持區(qū)和懸伸區(qū)，其中，夾持區(qū)能夠固定于機床的刀架上；懸伸區(qū)包括安裝段和開槽段，安裝段具有平行于懸伸區(qū)軸線的安裝面，安裝面用于固定刀片；開槽段遠離安裝段的一端與夾持區(qū)相連，開槽段開設有顫振槽，顫振槽為u形槽，顫振槽的開口位于懸伸區(qū)的圓周面上，顫振槽的底面為平面，且顫振槽的底面平行于安裝面。
16、本專利技術(shù)的仿生倍頻顫振切削刀柄，在懸伸區(qū)開設顫振槽，切削加工過程中，仿生倍頻顫振切削刀柄帶動刀片進行顫振切削，在應用于難加工材料的精加工場合時，與普通切削相比，本專利技術(shù)能夠大幅度延緩刀片磨損，延長刀片使用壽命，并且降低了加工工件的表面粗糙度，獲得了良好的加工表面質(zhì)量。且本專利技術(shù)的仿生倍頻顫振切削刀柄，以加工工件的回轉(zhuǎn)運動作為激勵源，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的振動切削刀桿，無須外置激勵電源、成本較低；且本專利技術(shù)的仿生倍頻顫振切削刀柄，結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，適于推廣應用。
17、本專利技術(shù)還提供一種切削刀具，包括刀片和上述的仿生倍頻顫振切削刀柄。同時，本專利技術(shù)還提供一種切削方法，利用上述的切削刀具。本專利技術(shù)的切削刀具和切削方法，自然而然的，具備上述的有益效果。
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1.一種仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述顫振槽位于所述開槽區(qū)軸向長度中線靠近所述夾持區(qū)的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述安裝面與所述懸伸區(qū)的軸線共面，所述顫振槽的開口和底面分別位于所述懸伸區(qū)軸線的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述顫振槽的側(cè)面垂直于所述懸伸區(qū)的軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述夾持區(qū)為長方體結(jié)構(gòu)，所述夾持區(qū)能夠與所述刀架的緊固螺釘相配合以實現(xiàn)固定。
6.一種切削刀具，包括刀片，其特征在于：還包括權(quán)利要求1-5任一項所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，所述刀片固定于所述安裝面，所述刀片能夠與加工工件接觸，所述加工工件的回轉(zhuǎn)運動作為激勵源，為所述切削刀具輸入能量，以實現(xiàn)所述懸伸區(qū)帶動所述刀片顫振，所述刀片在切削所述加工工件的同時沿切速方向和切深方向存在倍頻振動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削刀具，其特征在于：所述刀片
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切削刀具，其特征在于：所述安裝段設置有加速度傳感器，以監(jiān)測所述刀片的振動。
9.一種切削方法，其特征在于：利用權(quán)利要求6-8任一項的所述的切削刀具，其特征在于：將所述切削刀具安裝于機床的刀架上，所述機床帶動所述加工工件轉(zhuǎn)動，所述刀片與所述加工工件接觸，所述懸伸區(qū)帶動所述刀片沿切速方向和切深方向振動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的切削方法，其特征在于：所述刀片的切深方向的振動頻率是切速方向的振動頻率的2倍，所述刀片的振動軌跡為8字形。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述顫振槽位于所述開槽區(qū)軸向長度中線靠近所述夾持區(qū)的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述安裝面與所述懸伸區(qū)的軸線共面，所述顫振槽的開口和底面分別位于所述懸伸區(qū)軸線的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述顫振槽的側(cè)面垂直于所述懸伸區(qū)的軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，其特征在于：所述夾持區(qū)為長方體結(jié)構(gòu)，所述夾持區(qū)能夠與所述刀架的緊固螺釘相配合以實現(xiàn)固定。
6.一種切削刀具，包括刀片，其特征在于：還包括權(quán)利要求1-5任一項所述的仿生倍頻顫振切削刀柄，所述刀片固定于所述安裝面，所述刀片能夠與加工...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張德遠，劉恒，武文帥，劉東旭，
申請(專利權(quán))人：北京航空航天大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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