[发明专利]一种铝合金建筑型材锯切抑振夹具

说明书

一种铝合金建筑型材锯切抑振夹具，包括支架、压紧机构、伸缩机构、抑振器架、支撑杆和抑振器，压紧机构包括Z向压紧机构、悬臂压紧机构和X向压紧机构，Z向压紧机构和悬臂压紧机构设置在支架上，抑振器包括Z向抑振器、悬臂抑振器和X向抑振器，抑振器架与Z向压紧机构的输出端连接，Z向抑振器连接在抑振器架上，悬臂抑振器连接在悬臂压紧机构的输出端，X向抑振器连接在X向压紧机构的输出端，支撑杆与伸缩机构的输出端连接。将型材放置于锯切设备工作台与抑振器之间，压紧机构推动抑振器压在型材上，伸缩机构推动支撑杆顶在型材上。该抑振夹具通过增强型材结构刚度、阻隔振动传递以及吸收并转化振动能量的方式达到减小锯切振动的目的。

技术领域

本发明涉及一种用于铝合金建筑型材在锯切时抑制振动的夹具，属于机械加工振动抑制技术领域。

背景技术

铝合金建筑型材因其机械强度高、质量轻、易加工、耐腐蚀的优点被广泛应用于建筑门窗、建筑幕墙领域。铝合金建筑型材出厂时一般都为固定长度的标准型材，在加工厂的第一道工序即根据产品尺寸需求进行下料。锯切作为一种使用方便、成本低、高效节能的机加工工艺在铝型材下料工序应用广泛。参见图1，铝合金建筑型材19的结构在其外侧带有短边的悬臂20，形成悬臂结构，在锯切时X方向上悬臂20一侧靠在定位块上，由定位块起到X向定位作用。

在锯切下料切削过程中，由于刀齿和工件间的切入、摩擦、撕裂等作用，导致周期性的切削力产生，极易引发刀具-工件切削系统振动。以圆盘锯锯切为例，由于型材截面具有薄壁、空腔特性，圆盘锯在一个回转周期内会多次切入、切出材料，造成了周期性切削力的幅值、频率产生变化，加剧了切削系统的不稳定振动状态。此外，由于型材具有空腔特性，而一定形状的空腔会有一系列共振频率，空腔对切削噪音的放大效果明显，表现为切削过程中的刺耳噪音。

剧烈的振动与噪声将会严重影响工件的表面质量、加工精度，加快刀具磨损，甚至会降低机床的使用寿命。而且，不合理的锯切噪音还会引起工厂车间产生严重的噪声污染，影响操作人员的身体健康。

目前，针对锯切加工振动的抑制方法主要有调整加工参数、优化刀具结构等，可以在一定程度上减小振动。一般而言，加工参数越低，引起的振动和噪音越小，考虑到生产效率，加工参数并不能单纯一味地降低。

在抑振夹具方面，现有的技术主要通过增加结构刚度的方式达到抑制振动的目的，主要针对的生产场景是铣削和车削，未见针对建筑型材锯切的抑振夹具。

如CN115213705A公开的一种抑制切削颤振的切削机构，包括主体板和抑振机构，抑振机构包括安装部件和阻尼器，主体板的外表面一侧开设有阻尼孔。该切削机构只是通过阻尼器将切刀在切割的过程中产生的细微振颤进行吸收。

CN114147530A公开一种切削减振装置，包括：壳体，内置有容纳腔，壳体上还设置有吸气口和吸附端面，吸气口适于连接外部的抽气单元；若干抑振单元，抑振单元一端设置在容纳腔内，另一端穿过吸附端面，其上设置有进气口，进气口与吸气口连通设置，具有在抽气单元的作用下，吸附在待减振壁上的抑振状态；弹性组件，设置在抑振单元和壳体间，适于为抑振单元和壳体间的相对运动提供弹性作用力。该装置是通过抽气单元、抑振单元和弹性组件的组合实现减振，结构较复杂，适用于切削减振。

CN216608011U公开一种锯切夹具，该夹具只是用于对型材进行矫直、满足各种型材压紧，不涉及抑制振动的问题。

CN112443621A公开一种抑制薄壁工件切削振动的被动式阻尼器，包括真空连接单元、抑振单元和带宽调节单元，该被动式阻尼器通过真空连接单元与薄壁工件真空吸附连接，抑振单元基于耗能减振原理，采用多阻尼耦合的方式转化并耗散薄壁工件振动能量，从而抑制铣削加工中薄壁工件的颤振现象，并且通过带宽调节单元还能够调节扩展质量盘和扩展阻尼盘的数量进而调节抑振带宽。该被动式阻尼器不适用于型材锯切时的抑振。