张恒明　庞学慧

(中北大学机械与动力工程学院, 山西 太原 030051)



颗粒阻尼铣刀减振分析与试验研究

张恒明庞学慧

(中北大学机械与动力工程学院, 山西 太原 030051)

研究了多种阻尼颗粒在不同填充参数下对颗粒阻尼铣刀减振效果的影响。对颗粒阻尼铣刀进行锤击实验以测得刀杆阻尼比，进行铣削实验以测得工件表面粗糙度。比较了颗粒粒径、密度、填充率对减振效果的影响，发现了较优的填充颗粒参数。实验结果表明：填充颗粒直径越小，密度越大、减振效果越好，当填充率为70%时，减振效果最佳；选取合理填充颗粒参数时，刀杆阻尼比最高达到4.35%，铣削后的工件表面粗糙度值最低为1.392 μm，相比于实心铣刀降低了50.09%；球粉混合填充模型有待进一步研究。

颗粒阻尼; 铣刀; 阻尼比; 表面粗糙度

在机械制造领域，铣削加工因加工效率高而得到广泛应用，同时由于铣削加工断续切削、有冲击，振动现象比较复杂[1]。切削加工中受切削力影响刀具振动是不可避免的，在具备一定条件下就会产生颤振，降低零件加工精度，增加刀具疲劳和磨损，严重时产生崩刀，导致加工无法进行[2]。

颗粒阻尼铣刀是基于NOPD(非阻塞性颗粒阻尼，non-obstructive particle damping)技术，在铣刀的实心刀杆中加工出一定形状、大小的空腔，然后在空腔中填充阻尼颗粒进行封装。其减振原理主要是当铣刀旋转铣削时，填充在空腔中的颗粒与颗粒之间、颗粒与腔壁不断发生碰撞与摩擦，通过碰撞与摩擦两种主要的耗能方式来消耗铣刀的振动能量，从而使铣刀铣削时刀具的振幅减小，提高工件的表面加工质量。……