本公開(kāi)大體上涉及用于金屬切割的阻尼結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)使用如鏜桿的長(zhǎng)且窄的工具機(jī)械加工工件時(shí)，歸因于工具的動(dòng)態(tài)順應(yīng)性，可能會(huì)發(fā)生不需要的振動(dòng)。

2、已知若干種嘗試減少振動(dòng)的方法。一種用于嘗試減少振動(dòng)的方法包含使用由比標(biāo)準(zhǔn)碳鋼相對(duì)更硬的材料制成的工具，如固體碳化物（例如，碳化鎢）。另一種嘗試減少鏜桿或其它工具中的振動(dòng)的方法包含使用振動(dòng)吸收器機(jī)構(gòu)，例如將高密度材料的圓柱形質(zhì)量塊相對(duì)于鏜桿或工具放置在鏜桿或工具內(nèi)。

3、此外，在機(jī)械加工期間可用空間的限制和高系統(tǒng)成本限制了有源阻尼器的使用，所述有源阻尼器原本可用以減輕不需要的振動(dòng)。

4、在當(dāng)前可用的阻尼產(chǎn)品中，阻尼特征是單獨(dú)制造的組件，所述組件在制造后與切割工具組裝在一起。這導(dǎo)致額外的成本，并且限制了配備有那些系統(tǒng)的工具的合理最小尺寸。

5、另外，添加劑阻尼結(jié)構(gòu)是已知的，例如呈截留粉末的形式。然而，這些結(jié)構(gòu)可具有有限的阻尼能力。

6、再例如，在具有可變剛度動(dòng)態(tài)振動(dòng)吸收器的鏜桿的振動(dòng)特性分析中討論了振動(dòng)和鏜桿（lie等人，2019年；hindawi：震動(dòng)和振動(dòng)；2019年卷；文章id?5284194；13頁(yè)；https://doi.org/10.1155/2019/5284194）

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)更具體地涉及具有增材制造的無(wú)源阻尼結(jié)構(gòu)的切割工具。

2、在一個(gè)示范性實(shí)施例中，一種切割工具具有工具主體，所述工具主體具有用于安裝到驅(qū)動(dòng)單元的近端和用于接合用于切割的工件的遠(yuǎn)端。工具主體沿著工具主體的中心軸線縱向延伸。工具主體在其中限定內(nèi)部空間。一個(gè)或多個(gè)增材制造的無(wú)源阻尼器安置在工具主體的內(nèi)部空間中。

3、在一個(gè)示范性實(shí)施例中，切割工具具有大體圓柱形的細(xì)長(zhǎng)工具主體。

4、在一個(gè)示范性實(shí)施例中，遠(yuǎn)端被形成用于附接到切割元件。

5、在一種示范性方法中，通過(guò)用主工具主體直接制造增材制造的結(jié)構(gòu)而將所述結(jié)構(gòu)集成到切割工具中。這可包含相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有與主工具主體相同的材料，例如鋼或碳化鎢；或可具有不同的材料，例如混凝土、陶瓷或用于增材制造的其它材料。

6、在至少一個(gè)實(shí)施例中，工具主體和一個(gè)或多個(gè)阻尼器形成為單一主體，其中工具主體和一個(gè)或多個(gè)阻尼器由相同材料形成。

7、在至少一個(gè)實(shí)施例中，工具主體和一個(gè)或多個(gè)阻尼器形成為單一主體，其中工具主體和一個(gè)或多個(gè)阻尼器由不同材料形成。

8、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含在內(nèi)部空間內(nèi)縱向延伸的多個(gè)薄片層。薄片層優(yōu)選地具有大于線性端對(duì)端長(zhǎng)度的總表面長(zhǎng)度。

9、在至少一個(gè)實(shí)施例中，薄片層是波狀形成波。

10、在至少一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)薄片層中的薄片層彼此間隔開(kāi)。

11、在至少一個(gè)實(shí)施例中，薄片層之間的空間中安置有松散粉末。

12、在至少一個(gè)實(shí)施例中，薄片層受到來(lái)自安置在其間的粉末的壓力。

13、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含集成在工具主體的內(nèi)部空間中的一個(gè)或多個(gè)彈簧-質(zhì)量阻尼器。

14、在至少一個(gè)實(shí)施例中，彈簧-質(zhì)量阻尼器呈主阻尼器主體的形式，所述主阻尼器主體具有在工具主體的縱向方向上延伸的大體圓柱形螺柱，并且在內(nèi)部空間中圍繞阻尼器安置有阻尼流體。

15、在至少一個(gè)實(shí)施例中，阻尼流體是液體，并且可選地，還可存在安置在內(nèi)部空間中的氣體。

16、在至少一個(gè)實(shí)施例中，彈簧-質(zhì)量阻尼器各自包含至少部分地填充有阻尼流體的內(nèi)部網(wǎng)格。

17、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含彈簧-質(zhì)量阻尼器，所述彈簧-質(zhì)量阻尼器具有不同尺寸，使得其相對(duì)于工具主體的本征頻率具有不同的值。

18、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含一個(gè)或多個(gè)粘彈性能量耗散阻尼器。

19、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)粘彈性能量耗散阻尼器形成蜂窩結(jié)構(gòu)，其中阻尼器中的每一個(gè)形成蜂窩結(jié)構(gòu)的單元。

20、在至少一個(gè)實(shí)施例中，阻尼器中的每一個(gè)為包含多個(gè)徑向延伸的螺柱的能量耗散節(jié)點(diǎn)。在至少一個(gè)可選實(shí)施例中，螺柱各自連接到主體中的單元的腔壁，并且自由地延伸到單元內(nèi)的中心區(qū)域。

21、在至少一個(gè)實(shí)施例中，聚合物材料安置在單元內(nèi)。

22、在至少一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)阻尼器由聚合物材料形成。

23、所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員從以下具體實(shí)施方式和附圖將了解各個(gè)方面。

技術(shù)特征：

1.一種切割工具，其包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述工具主體和所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器形成為單一主體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割工具，其中所述工具主體和所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器由相同材料形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割工具，其中所述工具主體和所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器由不同材料形成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含在所述內(nèi)部空間內(nèi)縱向延伸的多個(gè)薄片層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述工具主體是圓柱形的細(xì)長(zhǎng)工具主體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述遠(yuǎn)端被形成用于附接到切割元件。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的切割工具，其中在所述薄片層之間的空間中安置有松散粉末。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切割工具，其中所述薄片層和安置于其間的所述粉末處于壓力下。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切割工具，其中所述薄片層為復(fù)雜三維波形。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含集成在所述工具主體的所述內(nèi)部空間中的一個(gè)或多個(gè)彈簧-質(zhì)量阻尼器。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切割工具，其中所述彈簧-質(zhì)量阻尼器呈主阻尼器主體的形式，所述主阻尼器主體具有在所述工具主體的縱向方向上延伸的大體圓柱形螺柱，并且在所述內(nèi)部空間中圍繞所述阻尼器安置有阻尼流體。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切割工具，其中所述彈簧-質(zhì)量阻尼器各自包含內(nèi)部網(wǎng)格。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中每一內(nèi)部網(wǎng)格至少部分地填充有至少兩種阻尼流體，其中一種阻尼流體是安置在所述內(nèi)部網(wǎng)格中的液體，且其中另一阻尼流體是也安置在所述內(nèi)部網(wǎng)格中的氣體。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含彈簧-質(zhì)量阻尼器，所述彈簧-質(zhì)量阻尼器具有不同尺寸，使得其相對(duì)于所述工具主體的本征頻率具有不同的值。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器包含一個(gè)或多個(gè)粘彈性能量耗散阻尼器。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)粘彈性能量耗散阻尼器形成蜂窩結(jié)構(gòu)，其中所述阻尼器中的每一個(gè)形成所述蜂窩結(jié)構(gòu)的單元。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的切割工具，其中所述阻尼器中的每一個(gè)為包含多個(gè)徑向延伸的螺柱的能量耗散節(jié)點(diǎn)。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的切割工具，其中所述螺柱各自連接到所述主體中的所述單元的腔壁，且自由延伸到所述單元內(nèi)的中心區(qū)域。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的切割工具，其中所述一個(gè)或多個(gè)阻尼器由與所述工具主體相同的材料和粘性或粘彈性材料的組合形成。

技術(shù)總結(jié)
一種切割工具具有工具主體，所述工具主體具有用于安裝到驅(qū)動(dòng)單元的近端和用于接合用于切割的工件的遠(yuǎn)端。所述工具主體沿著所述工具主體的中心軸線縱向延伸。所述工具主體在其中限定內(nèi)部空間。一個(gè)或多個(gè)增材制造的無(wú)源阻尼器安置在所述工具主體的所述內(nèi)部空間中。

技術(shù)研發(fā)人員：S·艾歇爾伯格,J·艾林格,W·埃爾南德斯,T·邁爾,E·盧斯尼卡,D·施密德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：肯納金屬公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15