机床及工件加工方法技术

机床(10)带有一个切削工具(7)，其用于通过该工具(7)的相对于工件(6)的切削运动(76)来加工工件，和一个振动单元(11)，其用于在工具(7)和工件(6)之间产生一个振动运动(75)。一个工件加工方法，其在切削工具(7)和工件(6)之间开展一个相对切削运动(76)并同时或交替的再开展一个振动运动(75)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机床及エ件加工方法本专利技术涉及一种根据独立权利要求前述部分所述的机床及エ件加工方法。用带有定义型切削刀的工具去对エ件进行切削加工是为大家所熟知的。这其中最常见的エ艺有钻削、车削、铣削和刨削。所用的切削工具具有ー个或几个具有明确定义的、可清晰描述的刀刃。该切削加工是通过刀具，尤其是其刀刃，与被加工エ件间的相对运动(切削运动)来实现的。该エ艺在一定的工具损耗下以一定的材料去除率进行切削加工，并且加工出的表面具有在一定程度上可预见的特征。就钻削而言，原则上是移动刀具并同时转动被加工エ件。就铣削而言，原则上是铣削工具一边转动一边行进，或是转动铣削刀具的同时让エ件自身行迸。就刨削而言，可以让刀具或被加工エ件行迸。此外大家知道的还有，利用不带有定义型切削刀的振动性工具去对エ件进行加エ。此类振动性工具粗糙,做研磨式工作并且以相对较高的频率振动着(振动运动)，例如以超过5kHz或超过IOkHz或超过20kHz的频率。由于这样的高振动频率，其能超出人类听カ范围，因此此类加工エ艺通常又被称为超声波加工，并且此类机器被作为超声加工机。该工具的振动可以为平移式或旋转式振动。此类工具可表面平行于エ件滑动而后去除エ件表面材料。但也可捶击式的作用于エ件。这些使用带有定义型切削刀的工具的现有加工エ艺的缺点是，在某些加工情况下，尤其是对某些エ件材料，其材料去除率相对比较低或刀具磨损比较严重或被加工エ件表面光洁度相对较差。显然，用传统的带有定义型切削刀的工具进行加工时发生的切屑断裂会导致加工成的表面较粗糙并有划痕，其机械上没有理想的对环境的抵抗力并易受其影响(腐蚀，生锈)。本专利技术的任务是提供一种机床和一种エ件加工方法，其在某些加工环境下，提供较高的材料去除率和/或较低的工具损耗和/或较好的表面光洁度，尤其是在エ件上得到平滑密实的加工表面和具有较高残余压应カ的加工表面。所述任务是通过独立权利要求所述的技术特征而得以实现的。从属权利要求旨在本专利技术的优选实施例。一台机床具有ー个切削工具，其用于通过工具相对于エ件的切削运动来对エ件进行加工；和一个振动単元，其用于在工具和エ件之间产生振动运动。通过ー种エ件加工方法，使工具和エ件之间开展相対的切削运动，并与此同时或与此交替地开展振动运动。将切削加工和振动加工相结合的优点在于，通过切削工具的定义型切削刀以及エ件和刀刃间变化的相对运动使得切屑从该エ件中排除出去。该排屑エ艺因而追求的不是速度而是效果。该エ艺由此可加工出较精细的表面，并且エ件表面在加工后具有一个较高的残余压应カ且较少情况会被划伤和留下纹路，从エ件硬度和其表面对环境的抵抗力及机械应カ来看这些都正是我们所希望的。该振动单元优选位于工具附近。它可以包括ー个或多个压电致动器或电磁致动器。其振动频率可以是大于5kHz，大于10kHz，大于20kHz或大于40kHz。该机床可以是ー台钻床、一台铣床、一台车床、一台刨床或类似设备。该振动运动的方向可以平行和/或垂直于刀具的切割运动或二者间有ー个夹角。该振动运动方向可以是平行于エ件局部瞬时表面或与该表面夹有某个大于0°的角度。它还可以是垂直于エ件表面。该切削工具可适应于所说的可能的振动运动，例如该工具的某些个表面或刀刃呈粗糙的、齿状的或其他的如由现有刀具改造而来的。可以如此去改造，以使该刀具具有或避免特定的共振频率。该振动単元可以是ー个可快速更换的(自动更换式)切削工具的一部分，其次它可通过适当的装置来接收能量。例如，可以含有一个无线的(电感式)电カ传输装置。一个控制/调节装置可控制或调节该切削运动和该振动运动。可含有用于确定エ艺參数的传感系统，其中该エ艺參数将可被反馈到控制装置。该切削运动控制和振动运动控制可互相独立地或互相交错地开展。其中一个可以根据其中另ー个的控制參数或测量參数的大小而被控制或调节。切削运动和振动运动可以相互同时被控制或有选择的相互独立的分别单独被控制。下面将參照附图对本专利技术的个别实施例进行描述。附图示意性地展示附图说明图1 一台机床示意图，图2该机床的控制系统，图3—个工具，图4方向參数。图1不意性地展不了一台机床10。它包含有ー个机器框架I。在使用时，通过各种中间部件，エ件6被固定到了机器框架I上的ー侧而切削工具7被固定到了另ー侧。可含有多个调节轴2a，2b以用于静态调整工具和/或エ件的平动位置和/或旋转位置。可在机器框架I与工具台4之间设有调节轴2a，和/或在机框架I与工具7之间设有调整轴2b。此外，还含有至少ー个该切削工具或エ件台或エ件夹固装置的驱动器3a，3b。一般来说，所述驱动器可以为电动的，并且包括一个机械加速或減速装置。所说切削工具可以为ー个铣刀，尤其是端铣刀，其在エ件加工时在电驱动下可进行转动。在其为钻具的情况下，例如，驱动器3b可以为ー个带有齿轮的电动发动机，其使钻具7或钻具盘进行转动。在其为车床的情况下，驱动器3a可以是ー个带齿轮的电动发动机，其使车刀盘进行旋转。通常，驱动器3a可置于机器框架I和エ件6之间，和/或驱动器3b可置于在机器框架I和工具7之间。工具7可通过快速离合装置5，5a和/或通过工具接ロ 5b进行更换，以致该工具能快速地且必要时还能自动地被更换棹。该快速离合装置5，5a可以为ー个普通的锥形离合器，其包含工具侧锥体5a和对应的机床侧套ロ或类似物。工具接ロ 5b可直接安在原刀具上并含有刀柄套ロ，并且该工具接ロ还可以含有一个夹钳或类似物。エ件6可置于エ件台4上并被夹紧固定于此处。含有一个振动単元11，其用于除工具7和エ件6之间常规的切削运动之外，还在它们之间引发相対的振动运动。图1示意性地展示了一个实施例，其中振动单元11位于快速离合装置5a机器框架侧的侧端上。然而，该振动单元11也可置于动カ流的其他位置上。该振动単元也可以被安置的较靠近工具，如位于快速离合装置5的刀具ー侧，其中在振动单元11和工具之间还配有所述的工具接ロ 5b。该振动単元11还可以装配于エ件台4附近，如エ件台4和驱动器3a之间或者调节控制元件2a的一旁或者机器框架I上.所示的实施例也展示了用来使工具7振动的振动单元11。该振动可以为线性振动或旋转振动。线性振动可拥有平行和/或垂直于エ件局部平面的方向分量。为钻床时，可以沿着钻轴进行此振动。为车床时，可使车刀进行振动。为铣削时，可让铣削刀具或被加工エ件进行振动。旋转振动可以绕ー个该机器内已现有的旋转轴来进行，并由一个被适当安装和驱动的振动单元来引发。一般情况下，该旋转振动可作用于其本就从事转动运动的机器部件上(例如钻床的钻具底盘或钻具)。但也常还可-绕同样的轴-作用于跟该从事转动的部件相対的部件上(当为钻床时，于エ件台或加工エ件上)。为车床时，可使车刀盘绕旋转轴做旋转振动。为铣床时，可使铣削工具绕它自己转动轴做旋转振动。多个振动，并尤其旋转振动和线性振动，可同时并相互叠加地由多个振动单元而引发。当含有多个振动单元时，它们可以一部分固定在エ件或エ件台上，一部分固定在刀具或刀具固件上。一个振动単元可包括一个或多个振动器，例如压电元件。这些振动器可以接收相同的或不同的信号。不同信号间的差异可为一个相移或一次变频。振动频率可设为大于5kHz或大于IOkHz或大于20kHz或大于40kHz。振动单元11和驱动器3a，3b可以同时运作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 DE 102010027305.8;2010.10.15 DE 10201001.一种机床(10),其包含 工具(7)，其带有定义型切削刀(71)，并用于通过所述工具(7)相对于工件(6)的切削运动(74)来加工工件， 其特征在于 振动单元(11)，其用于在工具(7)和工件(6)之间产生振动运动(75)。2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于所述振动单元(11)还适应于使所述工具(7)或所述工件台(6)做振动运动(75)。3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于所述振动单元(11)适应于产生一个沿一个方向上的振荡型振动(75)，其中所述方向为平行或垂直于所述切削运动(74)的方向或与该切削运动的方向成一定夹角。4.根据一个或多个前述权利要求所述的机床，其特征在于所述工具(7)为钻具、铣刀、尤其是端铣刀、刨刀或车刀。5.根据一个或多个前述权利要求所述的机床，其特征在于所述工具(7)为端铣刀或钻具，并且所述振动单元(11)适应于在一个平行或垂直于它们转轴(73)的方向(75)上或与该轴成一定夹角的方向上来振动所述端铣刀及所述钻具(7)。6.根据一个或多个前述权利要求所述的机床，其特征在于多个相互相关或相互独立的可控的振动单元(11)。7.根据一个或多个前述权利要求所述的机床，其特征在于所述振动单元(11)包括电磁或压电式驱动器，并优选地以大于5KHz或大于IOKHz或大于20KHz的振动频率工作。8.根据一个或多个前述权利要求所述的机床，其特征在于控制装置(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔·黑森坎普尔，汉斯约尔格·普克尔，
申请(专利权)人：邵尔超声波有限责任公司，
类型：
国别省市：