專利名稱：用于機加工過程中抑制振動的調(diào)諧阻尼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于抑制機加工過程中產(chǎn)生的振動的一種阻尼系統(tǒng)，更具體而言，涉及用于抑制與應(yīng)用于機加工技術(shù)的各種鏜孔和切削工具的使用有關(guān)的自由振動和過程不穩(wěn)定性。
現(xiàn)在機加工技術(shù)中存在許多型式的阻尼系統(tǒng)，用來抑制與金屬切削有關(guān)的振動。金屬切削工具和機加工系統(tǒng)通常在工作過程中出現(xiàn)有害的振動。這些振動可以分為兩類(1)自激振動，即所謂“顫振”；和(2)切削工具的自由振動，由于施加在切削工具上斷續(xù)的切削力而引起，例如在間斷的切削的情況下。這兩類振動通常導(dǎo)致不良的切削性能例如粗糙的工件表面光潔度和加工好的工件超出公差。另外，由于不良的振動切削工具和機床會受到損壞。
整個機加工系統(tǒng)是一種動態(tài)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的工作中包含復(fù)式振動模式。這些復(fù)式振動模式可以按它們的動力剛度來分類。一種機加工系統(tǒng)的動力剛度是機加工系統(tǒng)對變形的抗力的度量和在那種具體的變形模式中阻尼的大小。在機加工技術(shù)中，最大動態(tài)柔性的模式將主控機加工系統(tǒng)的性能。
在易受顫振的情況下，最大柔性模式的動力剛度決定整個系統(tǒng)的穩(wěn)定極限。在易受顫振的系統(tǒng)中，穩(wěn)定極限是系統(tǒng)沒有變成不穩(wěn)定和開始顫振前所能達到的最大切削深度。然而，在自由振動情況下，最大動態(tài)柔性的模式成為切削工具位置的大多數(shù)不受控制的位移的原因之一。這種不受控制的位移是自由振動情況下產(chǎn)生的表面不平度的主要原因。
某種機加工系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型地出現(xiàn)一種主控的振動模式，該主控振動模式比與該具體系統(tǒng)有關(guān)的其他振動模式是有大得多柔性的。這通常是用長外伸工具的情況(大長徑比的工具)，例如鏜桿、長軸端銑刀，組合式工具和工具伸出部。而且，這些工具常常用于易受因間斷鏜孔而產(chǎn)生的振動問題的情況中，如在二沖程循環(huán)的內(nèi)燃機氣缸鏜孔時會遇到的那樣。在這些情況下，通過增大主控振動模式的動力剛度能大大提高機加工系統(tǒng)的整體性能。
有若干為增大機加工系統(tǒng)動力剛度的方法，如現(xiàn)有技術(shù)中所講述的?？梢詼p小外伸工具的縱橫比，即可以減小長徑比，但由于切削幾何的要求這種選擇不總是可能的。工具體可以用較剛性的材料例如碳化鎢或某種其他的重金屬制造。此外，系統(tǒng)可以加上動力吸震器，應(yīng)用或不應(yīng)用上述補救辦法。
動力吸震器的全面論述可見題為“沖擊和振動手冊”的教科書，其作者是塞瑞M.N.(Cyril M.Harris)和查爾萊斯E.C.(CharlesE.Crede)，由麥格雷-希勒(McGraw-Hill)圖書公司出版(1961)，因此其內(nèi)容引入本文作為參考。動力吸震器能夠調(diào)節(jié)以便以一種希望的頻率振動，如在編號為No.3,838,936和4,553,884的美國專利中所講述的。此外，動力吸震器可設(shè)計和調(diào)節(jié)成減小最小動力剛度，機加工系統(tǒng)將工作于該最小動力剛度下以便避免顫振，如編號為No.3,643,546的美國專利中所講述的那樣。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中阻尼系統(tǒng)具有許多繼續(xù)限制機加工技術(shù)的不足之處。現(xiàn)在工業(yè)中利用的通用動力吸震器(阻尼器)只提供在一特定激發(fā)頻率上承受強迫振動作用的好處，因而并不能有效地降低自由振動或顫振，能夠證明阻尼器的最優(yōu)調(diào)節(jié)是不同于每一單獨振動情況的。
為了最優(yōu)地抑制間斷切削時的自由振動，對于機加工系統(tǒng)的最大動態(tài)柔性振動模式，阻尼器應(yīng)該調(diào)節(jié)到使“位移-力”傳遞函數(shù)的絕對值減至最小。當欲提供對顫振的最大抗力時，吸震器應(yīng)該調(diào)節(jié)到使與最大動態(tài)柔性振動模式有關(guān)的“位移-力”傳遞函數(shù)的“實”部的負峰高度減至最小。該“實”部指的是與力同相的位移。
此外，必須認識到機加工系統(tǒng)和附加的阻尼器結(jié)合而形成強的整體動力相關(guān)系統(tǒng)。換言之，在機加工系統(tǒng)中增加阻尼器起著強烈影響系統(tǒng)動力特性的作用。其影響不單是由于機加工系統(tǒng)中增加了阻尼器而也是由于阻尼器本身與機加工系統(tǒng)有效模態(tài)質(zhì)量比較的有效質(zhì)量(然而，阻尼器必須具有較大的質(zhì)量以便對機加工系統(tǒng)有充分的阻尼效應(yīng))。因此，機加工系統(tǒng)和阻尼器不能單獨對待。換言之，阻尼器不能離開機加工系統(tǒng)單獨調(diào)節(jié)然后加上去。簡單地把阻尼器加到機加工系統(tǒng)中將影響要被阻尼的模式的頻率，因此將導(dǎo)致非最優(yōu)調(diào)節(jié)的阻尼器。
再者，對系統(tǒng)的任何改變將強烈影響阻尼器的最優(yōu)調(diào)節(jié)，例如，把受阻尼的工具放置在不同的機床上；改變工具的長度；改變受阻尼的工具在定型工具系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)；或把動力阻尼器放置在機加工系統(tǒng)的不同位置。實質(zhì)上，機加工系統(tǒng)與附加的阻尼器的特別配置起形成最優(yōu)調(diào)節(jié)的具體結(jié)構(gòu)的作用。因此，調(diào)好的阻尼器只是對該具體結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的。
此外，因為機加工系統(tǒng)和附加的阻尼器是高度相關(guān)的和阻尼器將要求定期重調(diào)，所以阻尼器應(yīng)該在機加工系統(tǒng)內(nèi)的適當位置時調(diào)節(jié)。由于負責操縱工具或機加工工作的某些人員可能不熟悉結(jié)構(gòu)的動力調(diào)節(jié)，有必要通過使用很簡單的說明書而有很少的或沒有關(guān)于結(jié)構(gòu)動力試驗和調(diào)節(jié)方法的現(xiàn)有經(jīng)驗就能夠容易地在機加工系統(tǒng)內(nèi)的適當位置調(diào)節(jié)阻尼器。
因此，本發(fā)明的一項目的是提供改進措施以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中阻尼系統(tǒng)的不足并提供對機加工技術(shù)進步具有重要貢獻的改進。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有可調(diào)節(jié)的阻尼裝置和調(diào)諧組件的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，調(diào)諧組件自動識別具有附加阻尼裝置形成的機加工系統(tǒng)的最大動態(tài)柔性振動模式，然后在程序上指揮調(diào)節(jié)以便增大最大動態(tài)柔性模式的動力剛度。
本發(fā)明的又一目的是提供一種可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)，該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及其操作需要很少的或不需要關(guān)于結(jié)構(gòu)動力試驗和調(diào)諧方法的現(xiàn)有經(jīng)驗。
本發(fā)明再一項目的是提供一種可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)，由此實際調(diào)節(jié)受電子控制并指示使用者怎樣調(diào)整阻尼裝置以便按以下一種或兩種情況進行最優(yōu)調(diào)節(jié)(1)應(yīng)付自由振動的最小響應(yīng)情況，和(2)最大穩(wěn)定性和對顫振的抗力情況。
本發(fā)明另一目的是提供一種具有調(diào)節(jié)能力和調(diào)諧程序的可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)，調(diào)節(jié)能力和調(diào)諧程序不受可調(diào)諧阻尼裝置的位置、阻尼裝置的有效模態(tài)質(zhì)量和因改變機加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的后果的影響。因此阻尼裝置可以安放在工具、工具伸出部或工具錐部內(nèi)任何方便的部位，同時還允許工具在振動模式中充分地運動以使可調(diào)諧的阻尼裝置能夠有效地工作，此外還提供改變工具結(jié)構(gòu)的能力，例如在組合式工具中，而勿需改變調(diào)諧程序。
本發(fā)明又一目的是提供一種可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)，該系統(tǒng)可方便地用于生產(chǎn)環(huán)境從而由機床操作者或其他人員就地對可調(diào)節(jié)的阻尼裝置進行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明再一項目的是提供一種可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)，該系統(tǒng)要被用在固定的或轉(zhuǎn)動的工具上或工具內(nèi)，例如鏜桿、端銑刀、組合式工具、工具伸出部、主軸、工具夾具或固定的機床結(jié)構(gòu)。
這些目的應(yīng)被看作僅僅是對本預(yù)期的發(fā)明的某些較重要的特征和應(yīng)用的說明。通過以不同的方式應(yīng)用本公開的發(fā)明或通過在公開內(nèi)容范圍內(nèi)修改本發(fā)明能夠獲得許多其他有益的成果。參閱發(fā)明概述和除了由與附圖結(jié)合的權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍外，對優(yōu)選實施方案的詳述可以獲得其他目的和對本發(fā)明的更廣泛的了解。
本發(fā)明通過附屬的權(quán)利要求書與示于附圖的具體實施方案來描述。為了概述本發(fā)明的目的，所公開的是適于安裝在金屬切削工具例如鏜桿、端銑刀、組合式工具或工具伸出部內(nèi)的可調(diào)節(jié)的阻尼裝置和具有所述調(diào)諧程序的相關(guān)的調(diào)諧組件。調(diào)諧組件用于通過增大或減小機加工系統(tǒng)在其最大柔性的振動模式時的整體動力剛度來控制可調(diào)諧阻尼裝置的調(diào)節(jié)。
可調(diào)諧阻尼裝置設(shè)計成使其阻尼質(zhì)量可以拆卸地固定于機加工系統(tǒng)上，該可調(diào)諧阻尼裝置的自然頻率可單獨提高到比機加工系統(tǒng)最大動態(tài)柔性模式的頻率高得多的一個頻率。該可調(diào)諧阻尼裝置能被鎖定，從而使其不起作用以便能夠確定機加工系統(tǒng)的最大動態(tài)柔性的振動模式，必須首先確定最大柔性振動模式以便能夠?qū)烧{(diào)諧阻尼裝置進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。
調(diào)諧組件也用于確定最大柔性的振動模式，而后它指揮可調(diào)諧阻尼裝置的調(diào)節(jié)。調(diào)諧組件包括振動傳感器和微處理機，該微處理機用于獲取由振動傳感器檢測的數(shù)據(jù)而后處理這些數(shù)據(jù)以便識別為正確指揮調(diào)諧程序所需要的振動信息。
可調(diào)諧阻尼裝置包括用彈性座支持于系統(tǒng)的阻尼質(zhì)量(優(yōu)選地，用高密度的材料例如鎢或其他重金屬制成)，當安裝于例如鏜桿或端銑刀那樣的工具內(nèi)部時，阻尼質(zhì)量可簡便地為圓柱形，在質(zhì)量的任一端有彈性座，對圓柱形阻尼質(zhì)量可使用環(huán)形彈性座且通常使用易于更換的普通O形圈，當用于非轉(zhuǎn)動用途時，阻尼質(zhì)量和彈性座可以是任何簡便的形狀。
在可調(diào)諧的阻尼裝置的調(diào)節(jié)過程中，使彈性座與之互相配合以便改變可調(diào)諧的阻尼裝置的剛度。通過彈性座的壓縮達到增大可調(diào)諧的阻尼裝置的剛度的目的，而且，阻尼質(zhì)量可被鎖定于適當位置，從而實際上將它固定于裝置上。這是這樣實現(xiàn)的，或通過將質(zhì)量剛性地夾緊于基礎(chǔ)裝置上或通過充分地增大彈性座的剛度以便提供基本上剛性的聯(lián)結(jié)。
本發(fā)明的一項重要特征是可調(diào)諧的阻尼系統(tǒng)包括可調(diào)諧的阻尼裝置和調(diào)諧組件，調(diào)諧組件能夠自動識別機加工系統(tǒng)的最大動態(tài)柔性的振動模式而后在程序上指揮其調(diào)節(jié)以便為降低切削刀架的振動而增大最大動態(tài)柔性模式的最小動力剛度。
本發(fā)明的另一重要特征是可調(diào)諧阻尼裝置的調(diào)節(jié)受電子控制并指示使用者怎樣調(diào)整阻尼裝置以便按以下一種或兩種情況進行最優(yōu)調(diào)節(jié)(1)應(yīng)付自由振動的最小響應(yīng)情況，和(2)最大穩(wěn)定性和對顫振的抗力情況。
本發(fā)明的又一重要特征是可調(diào)諧的阻尼裝置具有調(diào)節(jié)能力和調(diào)諧程序，它們不受其在切削工具上的位置、阻尼裝置的有效模態(tài)質(zhì)量和因改變機加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的后果的影響。因此可調(diào)諧的阻尼裝置可以安放在工具、工具伸出部、或工具錐部內(nèi)任何方便的部位同時還允許工具在振動模式中充分地運動以使其能夠有效地工作。改變工具結(jié)構(gòu)的能力，例如在組合式工具中，而勿需改變調(diào)節(jié)程序是本發(fā)明提供的一項重要特征。
上文已相當概括地描述了本發(fā)明較貼切的和重要的特征。隨后對本發(fā)明給以詳述以便可以更充分地理解本發(fā)明對該領(lǐng)域的貢獻。本發(fā)明的更多的特征將在下文描述。這些形成本發(fā)明權(quán)利要求的主題，本領(lǐng)域中那些技術(shù)熟練的人員應(yīng)該理解其構(gòu)思和公開的具體實施方案可容易地用作為修改或設(shè)計其他方法和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)而實現(xiàn)本發(fā)明同樣的目的。本領(lǐng)域中那些技術(shù)熟練的人員應(yīng)該理解這些等價的方法和結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍如附屬的權(quán)利要求中所陳述的。
為了更簡明地理解本發(fā)明的特征和目的，應(yīng)該參閱與附圖結(jié)合的下列描述。附圖中

圖1是組合式工具頭內(nèi)所用的調(diào)諧阻尼裝置的局部橫剖視圖，示出構(gòu)成阻尼裝置的阻尼質(zhì)量和其他各種零件相互的相對位置；圖2是端銑刀內(nèi)所用的調(diào)諧阻尼裝置的局部橫剖視圖，示出構(gòu)成阻尼裝置的阻尼質(zhì)量和其他各種零件相互的相對位置；圖3是系統(tǒng)圖，示出機床結(jié)構(gòu)、含有阻尼裝置的切削工具、振動傳感器、沖力錘和在它們的調(diào)諧設(shè)備內(nèi)的調(diào)諧裝置；圖4是流程圖，說明根據(jù)調(diào)諧裝置的指令在調(diào)諧程序中執(zhí)行的步驟；圖5a是對沒有可調(diào)諧的阻尼裝置的典型系統(tǒng)在自由振動模式下測定的幅值傳遞函數(shù)的圖示；圖5b和5c是對與圖5a中測量的同一系統(tǒng)在加上最優(yōu)調(diào)諧的可調(diào)諧阻尼裝置以后的圖示；圖6a是在自激模式(顫振模式)下沒有裝任何可調(diào)諧阻尼裝置時測定的典型系統(tǒng)的實傳遞函數(shù)的圖示；圖6b和6c是與圖6a中測量的同一系統(tǒng)在裝有最優(yōu)調(diào)諧的可調(diào)諧阻尼裝置以后的圖示。
同樣的附圖標記表示遍及若干圖上的同樣部分。
參照圖1，該圖示出組合式工具頭2內(nèi)所用的本發(fā)明可調(diào)諧阻尼裝置的局部橫剖視圖，組合式工具頭2包括含有開口內(nèi)螺紋端3a和第二端3b的第一部分3。從第一部分3的第二端3b在中心向外伸出一整體的安裝短軸4。安裝短軸4具有外螺紋4a，以與組合式工具的機座系統(tǒng)螺紋接合。
含有一端5a和外螺紋開口端5b的第二部分5連接于第一部分3上。第二部分5通過外螺紋開口端5b與第一部分3的開口內(nèi)螺紋端3b的螺紋接合被連接，含有凹面封閉端6a的中心腔6位于第二部分5的內(nèi)部，第一部分3，當與第二部分接合時，起封閉中心腔6的作用。此外，第二部分5具有聯(lián)接在其一端5a的工具夾持架7，它夾持一個切削刀片8。
可調(diào)諧的阻尼裝置1包括具有第一圓錐端9a和第二圓錐端9b的阻尼質(zhì)量9。阻尼質(zhì)量9優(yōu)選地用密實的重金屬材料例如鎢等制造且通常是圓柱形的，阻尼質(zhì)量9通常其阻尼質(zhì)量與有效的系統(tǒng)模態(tài)質(zhì)量之比值在10-60％范圍內(nèi)。阻尼質(zhì)量9在第一和第二圓錐端9a和9b每一端處通過相應(yīng)的第一和第二彈性座10a和10b支承在中心腔6內(nèi)部。第一和第二彈性座10a和10b優(yōu)選地是以通常可買到的O形圈的形式。特別是，這些O形圈優(yōu)選用高阻尼聚合物例如丁苯橡膠(SBR)或維頓(Viton)橡膠(聚偏氟乙烯·氟丙烯)制造。第一和第二彈性座10a和10b的外徑比中心腔6的內(nèi)徑稍小以便于輕易地將其裝入中心腔內(nèi)。
一具有凹面接合面11a和平的平面后部11b的滑動顎11也包容于中心腔6內(nèi)。第一彈性座10a安放在阻尼質(zhì)量9的第一圓錐端9a和滑動顎11的凹面接合面11a之間。第二彈性座10b安放在中心腔6的凹面封閉端6a和阻尼質(zhì)量9的第二圓錐端6a之間，滑動顎11的凹面接合面11a和中心腔6的凹面封閉端6a都具有大于阻尼質(zhì)量9的第一和第二圓錐端9a和9b的錐角的夾角?；瑒宇€11用于通過增大或減小作用在第一和第二彈性座10a和11b上的壓力實現(xiàn)可調(diào)諧的阻尼裝置1的調(diào)節(jié)，增減作用在兩彈性座上的壓力導(dǎo)致被支承在它們之間的阻尼質(zhì)量9或變剛挺或變松。
該具體結(jié)構(gòu)通過滑動顎11沿阻尼質(zhì)量9的縱軸線移動給予第一和第二彈性座10a和10b以徑向壓縮，該結(jié)構(gòu)還提供自動定心作用從而將阻尼質(zhì)量9保持于中心腔6的中心。
此外，滑動顎11的凹面接合面11a和中心腔6的凹面封閉端6a分別具有在中心外伸的第一和第二止動部分12a和12b。這些止動部分12a和12b的尺寸應(yīng)這樣確定，使當可調(diào)諧的阻尼裝置1被很緊地調(diào)節(jié)在第一和第二彈性座10a和10b受很大壓縮的位置時阻尼質(zhì)量9被固定地夾持和鎖定在機座系統(tǒng)上。
如果需要輔助的阻尼，中心腔6可以部分地填充以呈現(xiàn)熱穩(wěn)定性和具有高粘度的阻尼流體。阻尼流體將提供任何輔助的阻尼，為了補充由第一和第二彈性座10a和10b所提供的阻尼這可能是需要的。部分填充中心腔6用于減小中心腔6的容積正如當?shù)谝缓偷诙椥宰?0a和10b被壓縮時會有的情況。
可調(diào)諧阻尼裝置1的調(diào)諧通過滑動顎11沿阻尼質(zhì)量9縱軸線的移動來實現(xiàn)。該滑動通過調(diào)諧螺釘13有效地產(chǎn)生，螺釘13與第一部分3的側(cè)孔13a螺紋聯(lián)接。調(diào)諧螺釘13，當以順時針或反時針轉(zhuǎn)動被調(diào)節(jié)時，對調(diào)諧凸輪14施加一力，該凸輪14可滑動地裝入側(cè)孔13a內(nèi)。調(diào)諧凸輪14通常是圓柱形的并具有楔部分14a。該調(diào)諧凸輪14又對推球15施加一力使其能最終通過位于第一部分3開口內(nèi)螺紋端3a內(nèi)的中心孔15a移動。推球15始終與楔部分14a接觸從而與它協(xié)同運動。推球15同時與滑動顎11平的平面后部11b接觸。因而，隨著調(diào)整調(diào)諧螺釘13，滑動顎11可有效地沿阻尼質(zhì)量9的縱軸線移動。
現(xiàn)在，參照圖2，圖中示出端銑刀16內(nèi)所用的可調(diào)諧的阻尼裝置1的另一種實施方案。端銑刀16包括含有一端16b的刀桿部分16a。端銑刀16優(yōu)選地用剛性的金屬材料例如碳化鎢等制造。直徑減小的部分16C是與刀桿部分16a成一體的并由刀桿部分16a的一端16b向外延伸。直徑減小的部分16c包括在刀桿部分16a的對面的凹面端16d，圓柱形空心部分17，其內(nèi)徑略大于直徑減小的部分16c的外徑，被壓配在直徑減小的部分16c上。必要時可補加環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑。圓柱形空心部分17包括內(nèi)螺紋開口端17a，圓柱形空心部分17與直徑減小的部分16c的凹面端16d組合限定阻尼器腔18。
所定的阻尼器腔18包含阻尼質(zhì)量19，阻尼質(zhì)量19優(yōu)選地用密實的重金屬材料例如鎢等制造。阻尼質(zhì)量19通常是圓柱形的，具有第一和第二圓錐端20a和20b。阻尼質(zhì)量19通過第一和第二彈性座21a和21b分別在第一和第二圓錐端20a和20b支承在阻尼器腔18內(nèi)。第一彈性座21a置入阻尼質(zhì)量19的第一圓錐端20a和直徑減小的部分16c的凹面端16d之間。具有凹面接合表面22a和平的平面后部22b的滑動顎22把第二彈性座21b面對阻尼質(zhì)量19的第二圓錐端20b夾持起來?；瑒宇€22的凹面接合表面22a保持與第二彈性座21b接觸。第一和第二彈性座21a和21b優(yōu)選地為通?？少I到的O形圈形式并用高阻尼聚合物例如丁苯橡膠(SBR)或維頓(Viton)橡膠制造。與第一種實施方案一樣，這樣的結(jié)構(gòu)通過端銑滑動顎22沿阻尼質(zhì)量19的縱軸線移動也給予第一和第二彈性座21a和21b以徑向壓縮。此外，這樣的結(jié)構(gòu)還提供自動定心作用從而將阻尼質(zhì)量19保持于阻尼器腔18的中心。
滑動顎22安置于阻尼器腔18的內(nèi)部并用來實現(xiàn)可調(diào)諧的阻尼裝置1的調(diào)節(jié)，在該端銑刀16的實施方案中，滑動顎22在調(diào)節(jié)完后用一夾緊裝置固定在適當位置。該夾緊裝置最優(yōu)選地由夾緊螺釘23提供，夾緊螺釘23以螺紋連接直通鄰近滑動顎22的圓柱形空心部分17。夾緊螺釘23接觸滑動顎22并被擰緊以把滑動顎22固定于阻尼器腔18內(nèi)從而防止滑動顎22移動。
作為把阻尼質(zhì)量鎖定在機座系統(tǒng)上并從而使可調(diào)諧阻尼裝置1不起作用以便確定最大動態(tài)柔性振動模式的一種裝置，滑動顎22的凹面接合表面22a和直徑減小的部分16c的凹面端16d分別具有第一和第二止動部分24和25，用于在很緊的9調(diào)節(jié)時夾緊阻尼質(zhì)量19。
第一和第二止動部分24和25分別從直徑減小的部分16c的凹面端16d和滑動顎22的凹面接合表面22a在中心向外伸出。這些第一和第二止動部分24和25的尺寸應(yīng)這樣確定，使在可調(diào)諧阻尼裝置1的很緊的調(diào)節(jié)時阻尼質(zhì)量19被有效剛性地夾緊在機座系統(tǒng)上。
如果需要輔助的阻尼，包含阻尼質(zhì)量19的阻尼器腔18可以部分地填充以呈現(xiàn)熱穩(wěn)定性和具有高粘度的阻尼流體。阻尼流體將提供任何輔助的阻尼，為了補充由第一和第二彈性座21a和21b所提供的阻力這可能是需要的。部分填充阻尼器腔18用于減小阻尼器腔18的容積正如當?shù)谝缓偷诙椥宰?1a和21b被壓縮時會有的情況。
可調(diào)諧阻尼裝置1的調(diào)諧通過滑動顎22沿阻尼質(zhì)量19的縱軸線的移動來實現(xiàn)。該移動通過調(diào)諧螺釘26產(chǎn)生，調(diào)諧螺釘26以螺紋軸向直通可拆卸的調(diào)諧固定件27。調(diào)諧固定件27與圓柱形空心部分17的內(nèi)螺紋開口端17a用螺紋聯(lián)接從而確定調(diào)節(jié)螺釘26對滑動顎22的位置。調(diào)諧螺釘26當其在調(diào)諧過程中被調(diào)整時沿阻尼質(zhì)量19的縱軸線移動。調(diào)諧螺釘26保持與滑動顎22平的平面后部22b接觸直到夾緊螺釘被擰緊從而把滑動顎22固定于調(diào)好的位置為止，并接著將調(diào)節(jié)固定件27拆除，用切削頭替換調(diào)節(jié)固定件27以進行各種切削工作。調(diào)諧固定件的尺寸最好應(yīng)這樣確定，使其質(zhì)量非常接近切削頭的質(zhì)量以便在調(diào)諧過程中模擬切削頭的存在。
參照圖3，該圖示出系統(tǒng)圖，它顯示出機床結(jié)構(gòu)28、含有切削端部30a的切削工具29、振動傳感器30、沖力錘31、調(diào)諧裝置33和調(diào)諧裝置結(jié)構(gòu)上的各種電纜32。裝有可調(diào)諧阻尼裝置1切削工具29安裝于機床結(jié)構(gòu)28上，其次，振動傳感器30靠近切削端部30a安裝于切削工具29上以便檢測切削工具29的振動運動。該振動傳感器30可以是許多通常知道的傳感器形式例如壓電晶體基沖擊錘、電容式位移傳感器、電感/電渦流位移傳感器、光反射傳感器和加速度計。然而，最優(yōu)選地，采用加速度計。
振動傳感器30可利用螺釘、粘結(jié)劑或磁力裝置連接于切削工具29上。另一方面，振動傳感器30可以永久地埋入切削工具29內(nèi)并裝有用于電纜32的可拆卸的電接頭。沖力錘31用于通過打擊切削工具29給系統(tǒng)一個力輸入。振動傳感器30和沖力錘31利用電纜32連接于調(diào)諧裝置33并可以經(jīng)信號放大器或其他合適的信號處理硬件預(yù)處理。
調(diào)諧裝置33包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器34(A/D)以便將檢測的任何信號從它們的模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)形式。轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的處理和計算由微處理機35進行。調(diào)諧裝置33可以是專用的基于微處理機的系統(tǒng)或可以在更一般用途的系統(tǒng)例如個人計算機來實現(xiàn)。調(diào)諧裝置33還包括一個用戶界面36，該用戶界面36使操作者能夠與系統(tǒng)進行交互式的交流。操作者與系統(tǒng)之間的交流通常包括向調(diào)諧裝置33的輸入量，該輸入量決定要進行哪類調(diào)節(jié)以避免自由振動或顫振，以及求平均值的測定值的數(shù)目以改善測量值中的信噪比。
此外，用戶界面36由調(diào)諧裝置33向操作者傳送信息例如在檢測到主導(dǎo)振動模式(最大動態(tài)柔性模式)時，以及傳送需要去完成的適當調(diào)節(jié)操作。因而，用戶界面36包括操作者用來輸入數(shù)據(jù)的裝置例如鍵盤或觸敏屏幕，以及將信息傳回到操作者的裝置例如光系統(tǒng)或，按優(yōu)選的，字母/數(shù)字顯示器。
微處理機35有能力同步采集兩傳感器信號并對那些信號進行傅里葉變換數(shù)字處理。微處理機35還控制為確定裝有切削工具29的系統(tǒng)的最大動態(tài)柔性振動模式的動態(tài)模式識別程序。這些處理可以在專用系統(tǒng)的硬件上完成或，按優(yōu)選的，通過工作于更一般用途的微處理機35的軟件來完成。
現(xiàn)參照圖4，所示為流程圖，說明按調(diào)諧裝置所指揮的調(diào)諧程序中完成的步驟。為清楚起見，流程圖再分成幾個不同的區(qū)域。流程圖垂直分成三列“操作者任務(wù)”、“用戶界面任務(wù)”和“微處理機任務(wù)”。操作者任務(wù)是必須由調(diào)節(jié)可調(diào)諧的阻尼裝置1的操作者完成的那些操作。用戶界面任務(wù)到把發(fā)生于操作者、振動傳感器30和調(diào)諧裝置33之間的通信編列成表。微處理機任務(wù)列把在微處理機內(nèi)部完成的任務(wù)編列成表。流程圖又再分成主控模式任務(wù)37和調(diào)諧任務(wù)38，主控模式任務(wù)37中是涉及識別系統(tǒng)的主控振動模式(最大動態(tài)柔性模式)的那些任務(wù)，而調(diào)諧任務(wù)38中包括與可調(diào)諧阻尼裝置的調(diào)諧有關(guān)的那些任務(wù)以便抑制識別出的主控振動模式。
根據(jù)圖4中流程圖與隨后的討論一起，調(diào)諧可調(diào)諧阻尼裝置1的程序會更易理解。為了描述操作過程，將利用端銑刀16。操作者置調(diào)諧模式，步39，為了避免自由振動或顫振利用用戶界面36，步40。然后操作者置需要平均的測定值的數(shù)目，這是為剔除噪聲所希望的，步41，通過在內(nèi)部置微信息處理機35以需要求平均的測定值的數(shù)目或通過置微信息處理機35根本不求平均值可以排除步41。然后，操作者把振動傳感器30連接在切削工具29的切削端部3a附近同時把切削工具29安裝在機床結(jié)構(gòu)28內(nèi)，步42。操作者然后通過把可調(diào)諧阻尼裝置調(diào)諧到其最剛性的位置后鎖定阻尼質(zhì)量19，步43。這將把阻尼質(zhì)量19鎖定在第一和第二止動部分24和25之間或只是壓縮第一和第二彈性座21a和21b到足以迫使可調(diào)諧阻尼裝置1的振動模式達到比系統(tǒng)的主控振動模式的頻率高得多的一個頻率。
隨著阻尼質(zhì)量19現(xiàn)在被鎖定，操作者通過用沖力錘31靠近工具切削端部30a打擊切削工具29給切削工具29以激振力，步44?，F(xiàn)在出現(xiàn)在切削工具29上，由激振力引起并由振動傳感器30檢測的振動因而變成相應(yīng)的模擬信號并隨后轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，步45，數(shù)字數(shù)據(jù)然后由微處理機35記錄，步46。優(yōu)選地，信號被同時采樣且采樣是由沖力錘31的輸入觸發(fā)的，微處理機35然后檢驗記錄的數(shù)據(jù)的合格性，步47。
檢驗合格性可以采用幾種不同的方法進行，例如估計表現(xiàn)沖力錘31對切削工具29的沖擊的時域信號以便觀察是否有多重影響，或者最好是，通過在頻域內(nèi)考察檢測的切削工具29的振動響應(yīng)并檢驗在所有關(guān)心的頻率方面有否足夠的頻譜含量。如果確定記錄的數(shù)據(jù)是不合格的，用戶界面36將指示操作者需要重新施加激振力，步48。如果確定記錄的數(shù)據(jù)是合格的，則計算振動的位移-沖擊力的傳遞函數(shù)，步49。
該傳遞函數(shù)可以利用加速度、速度或位移表示。任何這些形式在數(shù)學上能容易地變?yōu)槠渌问?。計算傳遞函數(shù)最好通過對沖力錘31對切削工具29打擊所產(chǎn)生的沖力和對振動傳感器30所檢測到的振動響應(yīng)進行的傅里葉變換分析來完成，進行對沖力和振動響應(yīng)的傅里葉變換分析以后，就形成它們的比值。
不論要按實部或幅值計算的傳遞函數(shù)是哪種形式，將由希望的振動狀態(tài)來決定，這種振動狀態(tài)正是系統(tǒng)為自由振動或顫振調(diào)諧的狀態(tài)，如果選擇了求平均值，微處理機35計算與任何以前計算的傳遞函數(shù)相結(jié)合的當前的傳遞函數(shù)的平均值，步50。然后將求平均的測定值的數(shù)目與選定的數(shù)目比較。如果求平均的信號的數(shù)目小于要被平均的給定的數(shù)目，指示操作者重新施加激振力，并告知操作者當前的求平均的數(shù)目，步51。重復(fù)這樣的過程直到獲得了選定的求平均的數(shù)目。微處理機35然后利用動態(tài)模式評估技術(shù)和算法確定最大動態(tài)柔性振動模式，步52。該最大動態(tài)柔性振動模式最終是被鎖定系統(tǒng)的基于復(fù)頻率的傳遞函數(shù)的形式。
當已經(jīng)確定了最大動態(tài)柔性振動模式時，用戶界面36指示操作者可以開始調(diào)諧程序，步53，調(diào)諧程序以操作者把阻尼質(zhì)量19從鎖定的位置再放松開始，步54。然后操作者再對切削工具29施加激振力，步55。然后檢測到的振動響應(yīng)數(shù)據(jù)被變換為數(shù)字形式，步56，并且數(shù)字數(shù)據(jù)由微處理機35記錄，步57。數(shù)據(jù)的合格性按以上討論的同樣方式來決定，步58。
然后操作者或被提醒再度施加激振力，步59，或數(shù)據(jù)已被決定是合格的并按照系統(tǒng)正要調(diào)諧的希望的振動狀態(tài)建立傳遞函數(shù)，步60。然后根據(jù)選定的求平均值的數(shù)目求傳遞函數(shù)的平均值，步61，并且重復(fù)這個過程直到達到選定的求平均值的數(shù)目，步62，然后微處理機35比較傳感函數(shù)在最大動態(tài)柔性振動模式的區(qū)域的峰值高度以確定將需要完成什么樣的具體調(diào)諧，步63。
比較峰值高度的具體方式由系統(tǒng)正要調(diào)節(jié)的振動狀態(tài)來決定。如果峰值高度開始不在由系統(tǒng)正要調(diào)節(jié)的振動狀態(tài)所決定的適當調(diào)諧容差內(nèi)，則相互比較各峰值高度和微處理機35據(jù)此指揮調(diào)諧，步65。在指揮調(diào)諧調(diào)整時，微處理機35指示操作者如果較高頻率是主控的就擰緊調(diào)諧螺釘26，步66。如果較低頻率是主控的，指示操作者放松調(diào)諧螺釘26，步67。操作者然后按照調(diào)諧裝置33內(nèi)微處理機35的指示進行調(diào)諧操作，步68。這些調(diào)節(jié)過程反復(fù)進行，直到可調(diào)節(jié)阻尼裝置被最優(yōu)地調(diào)節(jié)在適當調(diào)諧容差內(nèi)。
當在圖表格式上觀察振動響應(yīng)時，通常是觀察到單振動模式，該振動模式比其他振動模式具有大得多柔性(基本上所有采用可調(diào)節(jié)阻尼裝置1的那些系統(tǒng)都被證實了)，原因是系統(tǒng)的表現(xiàn)就象單自度系統(tǒng)一樣。然而，加上含有阻尼質(zhì)量19的可調(diào)諧阻尼裝置1，系統(tǒng)將表現(xiàn)出兩自由度振動系統(tǒng)的響應(yīng)。因而對于自由振動情況，在最大動態(tài)柔性模式的區(qū)域內(nèi)的復(fù)位移-力傳遞函數(shù)的絕對值的峰將分成兩個峰。當可調(diào)諧阻尼裝置1被最優(yōu)調(diào)節(jié)時，這兩峰的高度將相等。此外，當可調(diào)節(jié)阻尼裝置1被下調(diào)時較低頻率峰值高度將小于較高頻率峰值高度而在可調(diào)諧阻尼裝置1上調(diào)時正好與這種模式相反。
對于自激振動(顫振)情況，可調(diào)諧阻尼裝置1被最優(yōu)調(diào)節(jié)到位移-力傳遞函數(shù)的實部負峰高度被減至最小時。為了調(diào)節(jié)到這種狀態(tài)，由于第二振動模式的正實峰被用來抵消第一振動模式的負實峰。這也導(dǎo)致在最大柔性振動模式區(qū)域內(nèi)負實傳遞函數(shù)內(nèi)的兩峰。當可調(diào)諧阻尼裝置1被最優(yōu)調(diào)節(jié)到抑制自激振動時，這兩負峰將具有相同的高度。此外，當可調(diào)諧阻尼裝置1下調(diào)時較低頻率峰高度小于較高頻率峰高度而在上調(diào)時正好與這種模式相反。因而，除了對不同的數(shù)據(jù)操作外，調(diào)諧可調(diào)諧阻尼裝置1的算法對兩種調(diào)諧模式可以是同樣的；在自由振動模式中，采用在最大動態(tài)柔性模式的區(qū)域內(nèi)相應(yīng)于復(fù)傳遞函數(shù)絕對值的數(shù)據(jù)，而在自激模式(顫振)中采用在具有最大負實峰的模式區(qū)域內(nèi)相應(yīng)于復(fù)傳遞函數(shù)負實部的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)參照圖5a、5b和5c，這些是在自由振動模式下測定的幅值傳遞函數(shù)的有關(guān)圖解，用來說明沒有可調(diào)諧阻尼裝置1的一典型系統(tǒng)和加上經(jīng)最優(yōu)調(diào)諧的可調(diào)諧阻尼后的同一系統(tǒng)的情況。圖5a示出呈現(xiàn)兩不同振動模式的典型系統(tǒng)的幅值傳遞函數(shù)。次級模式69位于大致320Hz處而主控模式70位于大致100Hz處。在這次級和主控模式69和70每一處的幅值傳遞函數(shù)的峰值高度是在那個具體模式中柔性的指標。圖5b中，將最優(yōu)調(diào)好的可調(diào)諧阻尼裝置1加到系統(tǒng)上，可以看出已把主控模式70分成適合于兩自由度系統(tǒng)的第一和第二模式71和72。
圖5c示出同一系統(tǒng)以更大規(guī)模加上通過上述降低自由振動響應(yīng)的過程最優(yōu)調(diào)好的可調(diào)諧阻尼裝置1以后的幅值傳遞函數(shù)。其合成的第一和第二模式71和72已被調(diào)節(jié)到大致具有同樣的動力剛度，即同樣的峰值高度。
現(xiàn)參照圖6a，6b和6c，這些圖所示為一典型系統(tǒng)的實傳遞函數(shù)的有關(guān)圖解，這些圖解是按在自激模式(顫振模式)而沒有加上任何可調(diào)諧阻尼裝置1和對同一系統(tǒng)加上最優(yōu)調(diào)好的可調(diào)節(jié)阻尼裝置1所測定的。圖6a示出系統(tǒng)具有大致320Hz的次級模式73和大致100Hz的主控模式74的實傳遞函數(shù)。圖6b中，同一系統(tǒng)的實傳遞函數(shù)示出加上最優(yōu)調(diào)好的可調(diào)諧阻尼裝置1的影響，它使主控模式74分成了第一和第二主控模式峰75和76。
圖6c示出以更大規(guī)模通過上述提高系統(tǒng)對顫振的抗力的過程最優(yōu)調(diào)好的同一系統(tǒng)的實傳遞函數(shù)?？烧{(diào)諧阻尼裝置1用于降低傳遞函數(shù)最大負實部的高度，產(chǎn)生兩主控模式峰75和76，它們在調(diào)諧后被調(diào)節(jié)到大致有同樣的幅值以便獲得對顫振的最大系統(tǒng)抗力。
本公開內(nèi)容包括附屬的權(quán)利要求中包含的內(nèi)容以及以上描述的內(nèi)容。雖然本發(fā)明以具有一定程度的特殊性的優(yōu)選形式作了描述，應(yīng)該理解本優(yōu)選形式的公開內(nèi)容僅是例示性的，可以采取的在結(jié)構(gòu)和組合的細節(jié)以及零件的安排方面的許多變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于機加工設(shè)備的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，該可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)包括a)切削工具夾持架裝置，包括阻尼質(zhì)量和彈性支承該阻尼質(zhì)量的可調(diào)支承裝置；b)用于調(diào)整該支承裝置的彈性的調(diào)諧裝置；c)用于暫時鎖定阻尼質(zhì)量以便于確定阻尼模式參數(shù)的鎖定裝置；d)調(diào)諧輔助組件，包括微處理機與該微處理機電連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、安裝在切削工具夾持架裝置上并與A/D轉(zhuǎn)換器電連接的振動傳感器、使切削工具夾持架裝置振動并電連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的沖擊、以及編程裝置；e)該編程裝置使微處理機在阻尼質(zhì)量被鎖定時評估在由沖擊傳遞給切削工具夾持架的力與由模數(shù)轉(zhuǎn)換器來的代表由沖擊裝置引起的切削工具夾持架振動的信號之間的關(guān)系，并根據(jù)該評估值確定該切削工具裝置的最大動態(tài)柔性振動模式；f)該編程裝置還使微處理機在阻尼質(zhì)量未被鎖定時評估在由沖擊器械傳遞給切削工具夾持架的力與由模數(shù)轉(zhuǎn)換器來的代表由沖擊裝置引起的切削工具夾持架振動的信號之間的關(guān)系，并根據(jù)該兩評估值確定需要對上述調(diào)諧裝置作什么樣的修正調(diào)整以使切削工具夾持架裝置的振動減至最小，由此上述調(diào)諧組件便于控制調(diào)諧程序。
2.按權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于上述調(diào)諧裝置包括一滑動件。
3.按權(quán)利要求2所述的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于上述調(diào)諧裝置還包括調(diào)諧螺釘、處于可滑動地與該調(diào)諧螺釘接觸的調(diào)諧凸輪、和置入調(diào)諧凸輪和上述滑動件之間并與它們接觸的推球，由此調(diào)諧螺釘對調(diào)諧凸輪施加力，調(diào)諧凸輪又將力傳給推球而使上述滑動件易于與推球協(xié)同移動從而調(diào)整上述支承裝置的彈性。
4.按權(quán)利要求2所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于上述調(diào)諧裝置包括可拆卸地連接于阻尼裝置上的調(diào)諧固定件，該調(diào)諧固定件具有與其螺紋接合的調(diào)諧螺釘，由此該調(diào)諧螺釘處于與上述滑動件接觸的位置從而便于該滑動件移動以便容易調(diào)整上述支承裝置的彈性。
5.按權(quán)利要求3所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于支承裝置包括至少一個O形圈。
6.按權(quán)利要求5所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于阻尼質(zhì)量用高密度金屬制造。
7.按權(quán)利要求6所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于阻尼系統(tǒng)的阻尼質(zhì)量與有效的系統(tǒng)質(zhì)量之比在10-60％范圍內(nèi)。
8.按權(quán)利要求7所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于；阻尼系統(tǒng)包括一個內(nèi)腔，內(nèi)腔至少部分地填充以具有在系統(tǒng)工作溫度上相對穩(wěn)定的熱性能的高粘度油。
9.按權(quán)利要求2所述可調(diào)諧阻尼裝置，其特征在于鎖定裝置包括從滑動件和內(nèi)腔外伸的第一和第二止動部分，由此第一和第二止動部分在支承裝置被壓縮至最大時將阻尼質(zhì)量剛性地夾緊在它們之間。
10.一種用于調(diào)節(jié)可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)的方法，包括以下步驟a)選擇調(diào)諧模式；b)鎖定阻力質(zhì)量；c)確定最大柔性振動模式；d)放松阻尼質(zhì)量e)以傳遞函數(shù)-頻率關(guān)系的形式記錄振動響應(yīng)測定值以確定主控模式的峰值；和f)調(diào)整調(diào)諧裝置以便使主控模式各峰高度相等而為選定的調(diào)諧模式獲得最優(yōu)調(diào)節(jié)。
11.按權(quán)利要求1的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于振動傳感器是加速度計。
12.按權(quán)利要求10所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于該調(diào)諧裝置的調(diào)整還包括把最大柔性振動模式與預(yù)置的調(diào)節(jié)容差限比較的一步。
13.按權(quán)利要求1所述可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于調(diào)諧輔助組件還包括用戶界面，上述編程裝置使微處理機將修正的調(diào)整傳送給用戶界面從而告知其使用者。
14.按權(quán)利要求1的可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)，其特征在于編程裝置為用戶界面在要被調(diào)節(jié)的至少兩種振動形式之間提供一種選擇，用戶界面包括為使用者選出該選擇的一種形式的方法，編程裝置使微處理機根據(jù)作出的選擇確定不同的修正調(diào)整。
15.一種調(diào)諧輔助組件，包括微信息處理機、電連接于微處理機的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適于安裝在切削工具夾持架裝置上并電連接于A/D轉(zhuǎn)換器的振動傳感器、使切削工具夾持架裝置振動并電連接于A/D轉(zhuǎn)換器的沖擊裝置、和編程裝置；上述編程裝置使微處理機在阻尼質(zhì)量被鎖定時評估在由沖擊裝置傳遞給切削工具夾持架的力與由模數(shù)轉(zhuǎn)換器來的代表由沖擊裝置引起的切削工具夾持架振動的信號之間的關(guān)系，并根據(jù)該評估值確定該切削工具裝置的最大動態(tài)柔性振動模式；上述編程裝置還使微處理機在阻尼質(zhì)量未被鎖定時評估在由沖擊裝置傳遞給切削工具夾持架的力與由A/D轉(zhuǎn)換器來的代表由沖擊裝置引起的切削工具夾持架振動的信號之間的關(guān)系，并根據(jù)該兩評估值確定需要什么樣的修正調(diào)節(jié)調(diào)整以使切削工具夾持架裝置的振動減至最小，由此上述調(diào)諧組件便于控制切削工具的調(diào)諧程序。
16.按權(quán)利要求15的調(diào)諧輔助組件，其特征在于，還包括用戶界面，并且編程裝置使微處理機將修正的調(diào)整傳送給用戶界面從而告知其使用者。
17.按權(quán)利要求16的調(diào)諧輔助組件，其特征在于編程裝置為用戶界面在要被調(diào)節(jié)的至少兩種振動形式之間提供一種選擇用戶界面包括為使用者選出該選擇的一種形式的方法，編程裝置使微處理機根據(jù)作出的選擇確定不同的修正調(diào)整。
18.按權(quán)利要求16的調(diào)諧輔助組件，其特征在于，編程裝置使微處理機在為包括可鎖定和不鎖定阻尼質(zhì)量的可調(diào)諧阻尼裝置確定修正調(diào)整時執(zhí)行以下步驟通過用戶界面指示使用者鎖定阻尼質(zhì)量；確定該可調(diào)諧阻尼裝置的最大柔性振動模式；通過用戶界面指示使用者放松阻尼質(zhì)量；以傳遞函數(shù)-頻率關(guān)系的形式記錄振動響應(yīng)測定值以確定主控模式的峰值；和通過用戶界面指示使用者調(diào)整可調(diào)諧阻尼裝置以便使主控模式各峰高度相等而達到最優(yōu)調(diào)節(jié)。
19.按權(quán)利要求17的調(diào)諧輔助組件，其特征在于編程裝置使微處理機在為包括可鎖定和不鎖定阻尼質(zhì)量和含至少兩種不同的振動模式的可調(diào)諧阻尼裝置確定修正調(diào)整時執(zhí)行以下步驟通過用戶界面指示使用者為調(diào)節(jié)該裝置選擇一種振動形式；通過用戶界面指示使用者鎖定阻尼質(zhì)量；確定在選定的振動形式下可調(diào)諧阻尼裝置的最大柔性振動模式；通過用戶界面指示使用者放松阻尼質(zhì)量；以傳遞函數(shù)-頻率關(guān)系的形式記錄振動響應(yīng)測定值以確定主控模式的峰值；和通過用戶界面指示使用者調(diào)整可調(diào)諧阻尼裝置以便使主控模式各峰高度相等而達到為選定的振動模式的最優(yōu)調(diào)節(jié)。
20.按權(quán)利要求19的調(diào)諧輔助組件，其特征在于兩可選擇的不同振動形式是自由振動和自激振動。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)(26),用于降低與金屬切削和工具有關(guān)的振動?？烧{(diào)諧阻尼系統(tǒng)(26)可以固定于鏜桿、端銑刀、組合式工具部件或金屬切削機床的主軸/工具夾持架內(nèi),可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)包括阻尼質(zhì)量(9)、彈性座(10a,10b)和鎖定質(zhì)量的裝置(13,15),以便確定調(diào)節(jié)參數(shù)。一種調(diào)諧組件(1)包括傳感器(30,31)和能夠識別最大動力柔性振動模式的微處理機(35)。調(diào)諧組件(1)還能通過信息處理和微處理機控制的算法指揮操作者對可調(diào)諧阻尼系統(tǒng)進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)調(diào)整。
文檔編號B23B29/02GK1185126SQ96194101
公開日1998年6月17日 申請日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月23日
發(fā)明者小威廉·T·科布 申請人:設(shè)計與制造方案有限公司