一种基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构

本发明涉及机床减振，具体为一种基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构。

背景技术：

1、数控机床，尤其是较为精密的数控机床在进行切削过程中，切削力会导致数控机床主轴产生小幅高频振动，当产生共振时，会严重影响数控机床的切削精度。

2、现有技术中，用于抑制数控机床共振方法的缺陷和不足：

3、1.被动抑制方法中，是通过在机床外施加减振器或者质量块，而这种刚性振动抑制主要是吸收大幅的振动，对于小幅高频的振动在短时间内不能有效消除。

4、2.主动抑制方法中，是使用传感器检测机床结构信号并处理，随工况实时用最佳参数控制机床振动，而这种方法对应的外部的装置结构设计过于复杂。

5、因此需要一种能够对数控机床小幅高频振动进行消除、且设计结构简单的主轴减振装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，包括：

4、记忆合金安装组件，所述记忆合金安装组件安装在主轴上；

5、记忆合金板，所述记忆合金板设有多个且嵌设于所述记忆合金安装组件上；

6、磁场发生组件，所述磁场发生组件通过夹持组件设于所述主轴上，且所述磁场发生组件用于产生磁场，并与所述记忆合金板配合使用。

7、进一步地，多个所述记忆合金板沿所述主轴的轴向阵列设置有八个，且所述磁场发生组件的数量、位置与所述记忆合金板相对应。

8、进一步地，所述记忆合金安装组件包括套接于所述主轴上的安装环，所述安装环端面开设有多个供所述记忆合金板嵌装的安装槽。

9、进一步地，所述磁场发生组件包括：

10、安装架，所述安装架套接在所述安装环上，且与所述安装环的外壁具有空隙；

11、线圈柱，所述线圈柱穿设于所述安装架上，且与所述记忆合金板的数量、位置相对应。

12、进一步地，所述安装架上开设有穿线孔。

13、进一步地，所述夹持组件包括：

14、夹持架，所述夹持架两两一组设置，同一组的两个所述夹持架通过螺杆连接，且分设于所述主轴径向的相对两侧；

15、固定块，所述固定块固接于所述夹持架朝向所述主轴的一侧外壁上，所述固定块的相对两侧各固接有夹持臂，所述夹持臂抱紧所述主轴；

16、连接板，所述连接板可拆卸连接于所述安装架和所述夹持架上。

17、进一步地，所述夹持架设有两组，且分设于所述安装架相对两侧。

18、进一步地，所述固定块上转动连接有摆动杆，所述摆动杆朝向所述主轴的一端铰接有弧形橡胶块，所述弧形橡胶块的内弧面与所述主轴周缘抵触连接，所述固定块上开设有供所述摆动杆另一端摆动能自由通过的避空槽，所述避空槽内安装有摆动检测单元，所述摆动检测单元用于检测所述摆动杆摆动。

19、进一步地，所述摆动检测单元包括：

20、止动环，所述止动环套接于所述摆动杆穿入所述避空槽内的一端上；

21、接近开关，所述接近开关安装在所述摆动杆上，且位于所述避空槽内，所述避空槽的内壁上固定连接有感应块，所述感应块与所述接近开关配合使用。

22、进一步地，所述摆动杆上套绕有复位弹簧，所述复位弹簧弹力方向两端分别弹性抵顶所述止动环、避空槽内壁。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、本发明通过设置磁场发生组件以及记忆合金板，磁场发生组件通电并产生磁性，记忆合金板在磁性状态下发生马氏体相变，进而通过磁场来影响记忆合金板的马氏体相变行为，控制其双向形状记忆效应。其基本机制是通过磁场影响相变过程中马氏体的形变，从而改变马氏体变体的自协作状态，达到控制其形状记忆的效果。通过这种马氏体相变行为可以产生振动，振动传到至主轴上，并对主轴的振动状态造成干扰，破坏主轴切削过程中的共振，进而减少机床的共振现象，另外结构较为简单，成本较低；

25、本发明通过设置夹持组件，夹持组件将磁场发生组件固定在主轴上，并且方便调节磁场发生组件的安装位置，以便使磁场发生组件与记忆合金板的位置相对应；

26、本发明通过设置摆动检测单元，摆动检测单元能够对摆动杆的摆动进行检测，这样当夹持架在主轴上的安装位置产生变化时，可能会影响记忆合金板的形变程度，因此当夹持架在主轴上的安装位置变化时，摆动杆将会产生相应的摆动，并使得摆动检测单元检测到，通过信号的反馈，工作人员能够及时调整夹持架的安装位置，减少对记忆合金板的形变程度影响。

技术特征：

1.一种基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，多个所述记忆合金板(2)沿所述主轴(1)的轴向阵列设置有八个，且所述磁场发生组件的数量、位置与所述记忆合金板(2)相对应。

3.根据权利要求1所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述记忆合金安装组件包括套接于所述主轴(1)上的安装环(3)，所述安装环(3)端面开设有多个供所述记忆合金板(2)嵌装的安装槽。

4.根据权利要求3所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述磁场发生组件包括：

5.根据权利要求4所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述安装架(7)上开设有穿线孔(11)。

6.根据权利要求4所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述夹持组件包括：

7.根据权利要求6所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述夹持架(5)设有两组，且分设于所述安装架(7)相对两侧。

8.根据权利要求6所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述固定块(9)上转动连接有摆动杆(16)，所述摆动杆(16)朝向所述主轴(1)的一端铰接有弧形橡胶块(12)，所述弧形橡胶块(12)的内弧面与所述主轴(1)周缘抵触连接，所述固定块(9)上开设有供所述摆动杆(16)另一端摆动能自由通过的避空槽(13)，所述避空槽(13)内安装有摆动检测单元，所述摆动检测单元用于检测所述摆动杆(16)摆动。

9.根据权利要求8所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述摆动检测单元包括：

10.根据权利要求9所述的基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，其特征在于，所述摆动杆(16)上套绕有复位弹簧(14)，所述复位弹簧(14)弹力方向两端分别弹性抵顶所述止动环(15)、避空槽(13)内壁。

技术总结本发明公开了一种基于铁磁形状记忆合金的主轴减振结构，涉及机床减振技术领域，包括记忆合金安装组件；记忆合金板，记忆合金板设有多个且嵌设于记忆合金安装组件上；磁场发生组件，磁场发生组件通过夹持组件设于主轴上，且磁场发生组件用于产生磁场，并与记忆合金板配合使用。通过磁场来影响记忆合金板的马氏体相变行为，控制其双向形状记忆效应。其基本机制是通过磁场影响相变过程中马氏体的形变，从而改变马氏体变体的自协作状态，达到控制其形状记忆的效果。通过这种马氏体相变行为可以产生振动，振动传到至主轴上，并对主轴的振动状态造成干扰，破坏主轴切削过程中的共振，进而减少机床的共振现象，另外结构较为简单，成本较低。技术研发人员：代学芳,孙桢浩,白欣麟,尹浩然,刘昱齐,朱润芃,张博涵受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11