機(jī)械加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括至少一個成形加工的機(jī)械加工工藝，所述工藝包括：c)在第一距離上，利用切削刀具進(jìn)行加工，當(dāng)所述切削刀具行進(jìn)時，其進(jìn)行軸向振動，然后d)減小，特別地消除所述軸向振動的振幅，同時繼續(xù)驅(qū)動所述切削刀具旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】機(jī)械加工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于機(jī)械加工的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，加工用來通過利用切削刀具去除材料來形成形狀，該切削刀具可被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，且根據(jù)待被形成的形狀，相對于待被加工的材料而被運(yùn)動。
[0003]利用軸向加工，即，通過成形加工和包絡(luò)加工，存在兩種形成所期望的形狀的方法。
[0004]在第一實例中，切削刀具的形狀確定所獲得的表面的形狀。因此，所獲得的表面具有與旋轉(zhuǎn)軸線不平行的母線。
[0005]在第二實例中，切削刀具覆蓋的體積的包絡(luò)線確定所加工的表面的形狀。
[0006]鎊錐孔(countersinking)、鎊孔(spot-facing)、錐形孔和表面精細(xì)加工為軸向成形加工的實例。通孔為軸向包絡(luò)加工的實例。
[0007]特別地，在航空學(xué)中，一些軸向加工操作必須被精密地進(jìn)行。討論的加工操作例如為:
[0008]-用來容納固定元件的頭部的锪錐孔，該锪錐孔不允許突出、或者必須處于凹陷狀態(tài)中，以便不產(chǎn)生氣動干擾(突出)；
[0009]-用來通過錐/錐摩擦容納組裝元件的錐形孔，兩個元件之間的表面區(qū)域必須被正確地確保適合于該錐形孔；
[0010]-用來對于組裝元件(如，螺母、鉚釘頭或螺釘頭)形成平面鄰接表面的锪孔和表面精細(xì)加工，對于該锪孔和表面精細(xì)加工，鄰接質(zhì)量對于組件隨時間的耐久性是至關(guān)重要的。
[0011]因此，在這些非限制性的實例中，所實施的加工必須確保所制造的形狀的尺寸的和幾何形狀一致性。
[0012]圖7A示出了對于常規(guī)的锪錐孔，力曲線隨時間的變化。力的增加是以下事實的結(jié)果:锪錐孔(圓錐體)越深，被去除的材料的量越大以用于相同軸向的運(yùn)動。操作的最后看到，由于刀具停止向前運(yùn)動，以便進(jìn)行表面的珩磨(平滑化)，故力保持恒定(或幾乎恒定)，然后，移開刀具，力停止。
[0013]在公布W02008/000935A1、DE 10 2005 002 462 B4、US 7 510 024 B2、FR2 907695、US2007/209813和FR 2 952 563中公開了振動鉆孔裝置。
[0014]振動鉆孔由于其特別具有促進(jìn)排出碎屑的優(yōu)點(diǎn)，故已被發(fā)展。
[0015]圖7B示出锪錐孔的實例中的力曲線的變化，在圖7B中可看到，甚至在珩磨階段中出現(xiàn)的振動分量被加入到初始力中。
[0016]到目前為止，振動鉆孔的利用仍保持局限于軸向包絡(luò)加工，特別是用于制造孔。這是因為，在軸向成形加工的情況下，軸向振動在所加工的表面上形成波動，該波動并不總是確保所需的尺寸公差和幾何公差。[0017]尤其為了能夠進(jìn)行成形加工操作，同時在操作結(jié)束時具有符合所期望的尺寸要求和幾何要求的表面，需要進(jìn)一步改善振動輔助的加工裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明涉及機(jī)械加工方法，該方法包括至少一個成形加工操作，特別是軸向成形加工操作,該方法包括:
[0019]a)在第一距離上，利用切削刀具進(jìn)行加工操作，尤其是軸向加工操作，當(dāng)所述切削刀具向前運(yùn)動時，其受到軸向振動，然后
[0020]b)減小所述軸向振動的振幅，同時繼續(xù)驅(qū)動所述切削刀具旋轉(zhuǎn)，這種減小優(yōu)選為消除。步驟b)允許進(jìn)行精密形狀的加工操作。
[0021]步驟b)之后可進(jìn)行用于釋放切削刀具的步驟c)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的方法允許進(jìn)行成形加工操作，而沒有與在切削刀具的向前運(yùn)動結(jié)束時存在的波動有關(guān)的缺陷。
[0023]這種方法可在各種用于加工的裝置上實施，且特別地不局限于包括如在FR2 952563中所公開的振動源的振動輔助的軸向加工裝置。
[0024]本發(fā)明能夠在加工操作期間形成確保刀具位置的操作條件，這在期望非圓柱形形狀的成形加工操作(如，锪錐孔、錐形鉆孔、锪孔和表面精細(xì)加工)中極其重要。
[0025]由于本發(fā)明，例如，在加工周期期間，在刀具的最終轉(zhuǎn)數(shù)時，振動運(yùn)動被停用或鈍化，在周期結(jié)束時的尺寸公差和形狀公差被更加容易符合。
[0026]可以以不同方式減小軸向振動的振幅。振動的振幅可被恢復(fù)至零，或被減小，而沒有完全被消除。在這個實例中，振幅被充分地減小以獲得適于對其進(jìn)行加工的應(yīng)用的表面狀態(tài)。
[0027]為了減小和優(yōu)選消除振動的振幅，在第一方法中，可以停用振動系統(tǒng)，S卩，可以對振動源作用，以便例如停止產(chǎn)生振動或產(chǎn)生具有較小振幅的振動。圖7C示出在锪錐孔的情況下的這種第一方法；可以看到，在給定時間，在锪錐孔周期結(jié)束時，振動被中斷，如在常規(guī)锪錐孔中，該锪錐孔周期允許保留珩磨階段，而沒有軸向振動。
[0028]在第二方法中，通過鈍化軸向振動，S卩，通過確保由于通過彈性阻尼構(gòu)件吸收振動，使在加工期間在表面上的振動被減小或幾乎為零，從而軸向振動的振幅被減小，優(yōu)選被消除。圖7D示出在锪錐孔的情況下的這種第二方法?？梢钥吹?，彈性阻尼構(gòu)件限制最大力，且在周期結(jié)束時吸收波動。獲得了穩(wěn)定的珩磨階段。
[0029]在適用的情況下，可將這兩種方法組合。
[0030]軸向振動的振幅在步驟b)期間可被有利地消除，即，在沒有軸向振動的情況下刀具旋轉(zhuǎn)。
[0031]在步驟b)期間，可使刀具進(jìn)行向前運(yùn)動。在變型中，在步驟b)期間，不使刀具進(jìn)行任何向前運(yùn)動。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的方法可利用各種加工裝置來實施。
[0033]在本方法的實施例中，利用具有在申請F(tuán)R 2 952 563中所描述的某些特征的加工裝置(也稱為UPAM)，特別是利用用于刀架軸的向前運(yùn)動和釋放的機(jī)構(gòu)以及產(chǎn)生軸向振動的方式，進(jìn)行軸向加工，但可使用其他裝置。[0034]所用的加工裝置包括，例如，在框架內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的刀架軸，該框架容納傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)在刀架軸的可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動作用下，引起軸相對于框架的自動向前運(yùn)動，這種傳動系統(tǒng)包括，例如，被旋擰至軸的行進(jìn)小齒輪。
[0035]裝置可包括滾動裝置，該滾動裝置包括滾動構(gòu)件，該滾動構(gòu)件通過軸向振動部件在波紋狀滾動表面上旋轉(zhuǎn)，以便周期性地推動軸運(yùn)動。
[0036]更確切地說，滾動裝置可包括光滑環(huán)和波紋狀環(huán)，滾動構(gòu)件在所述光滑環(huán)和所述波紋狀環(huán)之間旋轉(zhuǎn)。這兩個環(huán)中的一個環(huán)，例如，所述光滑環(huán)相對于框架固定，然而另一個環(huán)，例如，所述波紋狀環(huán)可以能夠或不能夠相對于框架運(yùn)動。為了使該另一個環(huán)相對于框架是可運(yùn)動的，可以利用至少一個能夠呈現(xiàn)兩個位置的連接構(gòu)件，即聯(lián)接位置和另一位置，在一個聯(lián)接位置中，該連接構(gòu)件固定地將環(huán)連接至關(guān)于旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動小齒輪，在另一位置中，連接構(gòu)件將環(huán)和驅(qū)動小齒輪分離。例如，這種連接構(gòu)件為鄰接球，當(dāng)所述鄰接球通過凸輪抵靠驅(qū)動小齒輪和環(huán)被鎖定在聯(lián)接位置中時，所述鄰接球通過楔入效應(yīng)使驅(qū)動小齒輪和環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪不鎖定連接構(gòu)件時，所述鄰接球使環(huán)保持自由運(yùn)動。凸輪可優(yōu)選沿著軸的軸線軸向運(yùn)動，且運(yùn)動到軸的預(yù)定路徑的端部，以便停用振動系統(tǒng)。例如，所述軸包括擋塊，所述擋塊通過直接地或間接地作用于凸輪來使凸輪運(yùn)動?？稍O(shè)置彈性復(fù)位構(gòu)件，以便當(dāng)軸上升時，將凸輪返回至用于鎖定連接構(gòu)件的初始位置。
[0037]在也利用振動系統(tǒng)的停用的制造變型中，該變型也包括兩個環(huán)，一個環(huán)是光滑的，另一個環(huán)是波紋狀的，滾動構(gòu)件在這兩個環(huán)之間。這兩個環(huán)中的一個環(huán)，例如，光滑環(huán)，相對于框架自由運(yùn)動且通過驅(qū)動小齒輪被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，或者相對于框架被固定，然而另一個環(huán)，例如，波紋狀環(huán)隨驅(qū)動小齒輪一起旋轉(zhuǎn)。為了使環(huán)自由地運(yùn)動或固定，機(jī)構(gòu)可起作用，以便使這個環(huán)運(yùn)動或不運(yùn)動遠(yuǎn)離相對于框架所固定的鄰接表面。在遠(yuǎn)離位置中，環(huán)自由運(yùn)動，在鄰接位置中，環(huán)相對于框架固定。機(jī)構(gòu)包括，例如至少一系列滾動構(gòu)件(如，球)和凸輪，所述凸輪在更大或更小程度上徑向地使?jié)L動構(gòu)件運(yùn)動抵靠兩個傾斜表面，所述傾斜表面產(chǎn)生用于移離環(huán)和鄰接表面的軸向推力。凸輪直接地或間接地通過被固定連接至軸的擋塊被軸向地運(yùn)動。有利地，設(shè)置彈性復(fù)位構(gòu)件，以便當(dāng)軸上升時，將凸輪返回至其初始位置。例如，這個彈性復(fù)位構(gòu)件被插在驅(qū)動小齒輪和凸輪之間。
[0038]在振動系統(tǒng)被鈍化的實施方式中，裝置可包括護(hù)套和導(dǎo)向件，所述導(dǎo)向件在所述護(hù)套內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，且通過滑動連接件連接至承載所述刀具的軸。振動系統(tǒng)被軸向地插在護(hù)套和導(dǎo)向件之間，且當(dāng)導(dǎo)向件旋轉(zhuǎn)時，振動系統(tǒng)將軸向振動傳遞給導(dǎo)向件，進(jìn)而傳遞給刀具。振動系統(tǒng)包括，例如兩個環(huán)，特別是光滑環(huán)和波紋狀環(huán)，這兩個環(huán)以旋轉(zhuǎn)速度相對于彼此運(yùn)動，環(huán)中的一個環(huán)，例如光滑環(huán)被完全連接至護(hù)套，而另一個環(huán)，例如波紋狀環(huán)，例如與導(dǎo)向件一起旋轉(zhuǎn)，且通過彈性阻尼構(gòu)件被軸向地推動鄰接抵靠在兩個環(huán)之間延伸的滾動構(gòu)件，所述彈性阻尼構(gòu)件的強(qiáng)度是足夠大的，使得在軸向加工操作期間，只要護(hù)套不被鎖定抵靠待被加工的部件，則振動系統(tǒng)可以將振動傳遞給承載刀具的軸，護(hù)套自由地軸向運(yùn)動，但在不能夠旋轉(zhuǎn)。
[0039]裝置被設(shè)置成使得在特定的向前運(yùn)動結(jié)束時，護(hù)套被軸向地鎖定抵靠待被加工的部件。導(dǎo)向件可繼續(xù)向前運(yùn)動，因此，刀具可繼續(xù)加工操作；由于護(hù)套被鎖定，軸向振動不被傳遞至所述刀具，而被彈性阻尼構(gòu)件吸收。
[0040]通常，對于其持續(xù)時間取決于可以是固定的或優(yōu)選可變的各種機(jī)械調(diào)整的時間段，可在時間上補(bǔ)償用于減小特別是消除軸向振動的振幅的步驟b)和用于釋放切削刀具的步驟C)。使這些調(diào)整可變的優(yōu)點(diǎn)是，需要根據(jù)刀架軸的每次旋轉(zhuǎn)的向前運(yùn)動以及振動的振幅來改變延遲的持續(xù)時間。
[0041 ] 刀具可用來完成锪孔、表面精細(xì)加工、锪錐孔或圓錐孔。
[0042]本發(fā)明還涉及用于軸向加工的裝置，該裝置允許實施根據(jù)本發(fā)明的如上所述的方法，且可包括至少一個以上特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]通過閱讀下面的本發(fā)明的非限定性實施方式的詳細(xì)描述以及通過查閱附圖，將能夠更好地理解本發(fā)明，其中:
[0044]圖1為在用于振動輔助的加工的構(gòu)造中，(在其停用振動的變型中)用于實施本發(fā)明的裝置的實施例的局部的和示意的軸向剖示圖；
[0045]圖1A和圖1B分別不出驅(qū)動小齒輪和凸輪；
[0046]圖1C和圖1D為凸輪、分別對于凸輪的上部位置和下部位置的鄰接球和驅(qū)動小齒輪的正視圖；
[0047]圖2示出圖1的在用于停用振動的構(gòu)造中的裝置；
[0048]圖3為在用于振動輔助的加工的構(gòu)造中，(在其停用振動的變型中)裝置的制造變型的類似于圖1的視圖；
[0049]圖4示出圖3的在用于停用振動的構(gòu)造中的裝置；
[0050]圖5為在用于振動輔助的加工的配置中，(在其振動鈍化的變型中)用于實施本發(fā)明的裝置的實施例的局部的和示意的軸向剖示圖；
[0051]圖6示出圖5的在振動鈍化的構(gòu)造中的裝置；和
[0052]圖7A至圖7D如上文所述示出對于各種锪錐孔方法的力隨時間變化的曲線?！揪唧w實施方式】
[0053]根據(jù)圖1至圖4，現(xiàn)將描述用于實施本發(fā)明的裝置的實施例，其中，在方法的上述步驟b)中停用振動。例如，這些裝置為具有集成的振動系統(tǒng)的自動鉆孔裝置(UPA)。
[0054]下面的描述主要涉及確保斷開的部件、確保向前運(yùn)動和軸向振動的生成的部件，本身例如從FR 2 952 563中已知的。
[0055]在圖1和圖2中所示的加工裝置100包括被滑動地連接至驅(qū)動小齒輪2的軸3，該驅(qū)動小齒輪2以示意的和局部的方式單獨(dú)示于圖1A中，該驅(qū)動小齒輪2驅(qū)動軸3以本身已知的方式圍繞軸線X旋轉(zhuǎn)。
[0056]軸3與驅(qū)動其平移的行進(jìn)小齒輪(未示出)螺旋連接。
[0057]這兩種運(yùn)動的組合產(chǎn)生與軸3連接的刀具(未示出)的切削速度和行進(jìn)速度。
[0058]驅(qū)動小齒輪2通過引導(dǎo)滾動裝置8以滑動方式被可樞轉(zhuǎn)地連接至框架I。
[0059]在該實施例中，通過波紋狀環(huán)6、光滑環(huán)7和滾動構(gòu)件(如，利用保持架65被保持在適當(dāng)位置中的輥64)構(gòu)成用于產(chǎn)生軸向振動的振動系統(tǒng)。
[0060]如在申請F(tuán)R 2 952 563中所描述的，波紋狀環(huán)6和光滑環(huán)7之間的相對速度產(chǎn)生振動。[0061]波紋狀環(huán)6通過滾動構(gòu)件61 (如，球)可樞轉(zhuǎn)地連接至驅(qū)動小齒輪2。
[0062]光滑環(huán)7被固定在框架I上。
[0063]在圖1B中單獨(dú)示出的凸輪9通過被接合在軸3的軸向凹槽中的立柱92被滑動地連接至軸3。
[0064]凸輪9包括大體上是螺旋形的孔91，驅(qū)動小齒輪2包括軸向凹槽94，該軸向凹槽94具有相對于旋轉(zhuǎn)軸線垂直的軸線，且具有圓形的橫截面。
[0065]連接構(gòu)件(如，鄰接球62)被接合在孔91中和驅(qū)動小齒輪2的凹槽94中；孔91和驅(qū)動小齒輪2的凹槽94的寬度大體上相當(dāng)于鄰接球62的直徑，因此，該鄰接球62與小齒輪2和凸輪9環(huán)形線性連接。
[0066]在凸輪9的上部位置中，如圖1C所示，球62被凸輪9和凹槽94強(qiáng)制擠壓抵靠在波紋狀環(huán)6上。
[0067]例如通過如圖所示的輥式擋塊51構(gòu)成的可移動擋塊5以滑動的方式可樞轉(zhuǎn)地連接至凸輪9。
[0068]固定擋塊4例如以可調(diào)節(jié)的方式被固定在軸3上。
[0069]彈性復(fù)位構(gòu)件10傾向于使凸輪9運(yùn)動遠(yuǎn)離驅(qū)動小齒輪2，例如，如圖所示該彈性復(fù)位構(gòu)件10被插入在凸輪9的立柱92下方所限定的肩部和小齒輪2的上端之間。
[0070]操作階段a/
[0071]在這個操作階段期間，如圖1所示，彈性復(fù)位構(gòu)件10將凸輪9保持在上部位置中。
[0072]在這個上部位置中，如圖1C所示，通過凹槽94和孔91的輪廓的組合，凸輪9將鄰接球62置于聯(lián)接位置中，在該聯(lián)接位置處，鄰接球62通過鄰接效應(yīng)固定地將波紋狀環(huán)6與驅(qū)動小齒輪2連接。
[0073]以這種方式構(gòu)成的驅(qū)動小齒輪2和波紋狀環(huán)6之間的完全連接使驅(qū)動小齒輪2圍繞軸線X的旋轉(zhuǎn)速度被傳遞至波紋狀環(huán)6。
[0074]振動系統(tǒng)的波紋狀環(huán)6相對于光滑環(huán)7的相對速度產(chǎn)生沿著軸線X的軸向振動。
[0075]這些軸向振動通過驅(qū)動小齒輪2然后行進(jìn)小齒輪(未示出)被傳遞至軸3。
[0076]因此，在這個階段，軸向加工受到被疊加在軸3的恒定的向前運(yùn)動上的軸向振動的影響。
[0077]操作階段b/
[0078]在軸向加工行程結(jié)束時，被固定連接至軸3的固定擋塊4將首先使可運(yùn)動擋塊5沿著軸線X平移。
[0079]如圖1D所示，可運(yùn)動擋塊5的運(yùn)動伴隨有凸輪9的平移，凸輪9的平移使鄰接球62運(yùn)動到斷開位置中，這釋放波紋狀環(huán)6。這個環(huán)不再被固定地旋轉(zhuǎn)連接至驅(qū)動小齒輪2，而是自由運(yùn)動。
[0080]振動系統(tǒng)的內(nèi)部摩擦導(dǎo)致波紋狀環(huán)6停止旋轉(zhuǎn)。波紋狀環(huán)6和光滑環(huán)7不再有任何相對速度。
[0081]軸向振動的生成被停止，盡管如此，軸3能夠繼續(xù)行進(jìn)。
[0082]在階段b)期間，軸向加工僅受到軸3的恒定的向前運(yùn)動的影響。該軸向加工變成了常規(guī)的軸向加工操作，直到其在行程結(jié)束時停止。
[0083]階段c/[0084]如圖2所示，在軸向加工行程結(jié)束時，被固定連接至軸3的固定擋塊4使可運(yùn)動擋塊5與框架I接觸。
[0085]可運(yùn)動擋塊5和框架I之間的接觸使軸3停止平移。
[0086]阻止軸3的平移引起釋放運(yùn)動。
[0087]當(dāng)向后運(yùn)動時，軸3和固定擋塊4釋放可運(yùn)動擋塊5。
[0088]由于彈性復(fù)位構(gòu)件10，可運(yùn)動擋塊5的釋放使系統(tǒng)返回至起始位置。
[0089]根據(jù)圖3和圖4，現(xiàn)將描述裝置100的制造變型。在這些附圖中，對于與關(guān)于圖1和圖2的先前描述相同或相似的構(gòu)成元件，保持附圖標(biāo)記。
[0090]正如在上文的實施例中，軸3滑動地連接至驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動小齒輪2，并且，軸3以螺旋的方式連接至驅(qū)動其平移的行進(jìn)小齒輪(未示出)。
[0091]這兩種運(yùn)動的組合分別產(chǎn)生與軸3連接的刀具(未示出)的切削速度和行進(jìn)速度。
[0092]驅(qū)動小齒輪2通過引導(dǎo)滾動裝置以樞轉(zhuǎn)方式滑動連接至框架1，該引導(dǎo)滾動裝置包括環(huán)81和滾動構(gòu)件83 (如,球)。
[0093]在所考慮的實施例中，通過波紋狀環(huán)6、光滑環(huán)7和滾動構(gòu)件構(gòu)成用于產(chǎn)生軸向振動的振動系統(tǒng)，該滾動構(gòu)件利用保持架65被固定在適當(dāng)位置中，在該情況下，該滾動構(gòu)件是如在以上實施例中的輥64。
[0094]波紋狀環(huán)6和光滑環(huán)7之間的相對速度產(chǎn)生軸向振動。
[0095]波紋狀環(huán)6相對于驅(qū)動小齒輪2是固定的，且隨驅(qū)動小齒輪2旋轉(zhuǎn)。
[0096]光滑環(huán)7通過滾動構(gòu)件84 (如，球)和具有斜面88的外環(huán)82，可樞轉(zhuǎn)地連接至框架I。
[0097]凸輪9被滑動連接至軸3，且構(gòu)成用于滾動構(gòu)件83和滾動構(gòu)件84的內(nèi)環(huán)。
[0098]在所示的實施例中，可運(yùn)動擋塊5由輥式擋塊51構(gòu)成，該輥式擋塊51沿著軸線被滑動連接至凸輪9。
[0099]彈性復(fù)位構(gòu)件10通過將其本身軸向地插入在凸輪9的肩部95和驅(qū)動小齒輪2之間而傾向于使凸輪9運(yùn)動遠(yuǎn)離驅(qū)動小齒輪2。
[0100]滾動構(gòu)件83在構(gòu)成用于滾動構(gòu)件83的內(nèi)環(huán)的凸輪9和具有斜面89的外環(huán)81之間旋轉(zhuǎn)，該斜面89相對于外環(huán)82的斜面88大體上以直角設(shè)置。
[0101]操作階段a/
[0102]彈性復(fù)位構(gòu)件10將凸輪9保持在上部位置中。
[0103]如圖3所示，凸輪9具有下部分97，該下部分97的用于滾動構(gòu)件84的內(nèi)環(huán)直徑允許確保外環(huán)81和外環(huán)82之間的接觸。
[0104]外環(huán)81和外環(huán)82之間的這種接觸使平滑環(huán)7固定連接至框架I。
[0105]以這種方式構(gòu)成的框架I和平滑環(huán)7之間的完全連接使平滑環(huán)7停止旋轉(zhuǎn)。
[0106]波紋狀環(huán)6相對于光滑環(huán)7的相對速度允許產(chǎn)生軸向振動，這些軸向振動通過驅(qū)動小齒輪2然后通過行進(jìn)小齒輪(未示出)被傳遞至軸3。
[0107]因此，在這個階段，軸向加工受到被疊加在軸3的恒定的向前運(yùn)動上的軸向振動的影響。
[0108]操作階段b/[0109]在軸向加工行程結(jié)束時，被固定連接至軸3的固定擋塊4首先使可運(yùn)動擋塊5平移，在附圖中，該平移使凸輪9向下運(yùn)動。
[0110]凸輪9的平移使?jié)L動構(gòu)件84在凸輪9的上部分96上滾動，上部分96的直徑大于下部分97的直徑。
[0111]滾動構(gòu)件84抵靠斜面88和斜面89的徑向運(yùn)動使外環(huán)81和外環(huán)82旋轉(zhuǎn)地分離。光滑環(huán)7不再被固定連接至框架I，而是自由運(yùn)動。
[0112]振動系統(tǒng)的內(nèi)部摩擦使光滑環(huán)7被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
[0113]波紋狀環(huán)6和光滑環(huán)7不再有任何相對速度。
[0114]軸向振動的生成被停止，軸3繼續(xù)向前運(yùn)動。因此，在這個階段期間，軸向加工僅受到軸3的恒定的向前運(yùn)動的影響。該軸向加工變成了常規(guī)的軸向加工操作，直到其在行程結(jié)束時停止。
[0115]階段c/
[0116]在軸向加工行程結(jié)束時，被固定連接至軸3的固定擋塊4使可運(yùn)動擋塊5與框架I接觸，可運(yùn)動擋塊5與框架I的接觸使軸3停止平移，并且將引起釋放運(yùn)動。
[0117]當(dāng)向后運(yùn)動時，軸3和固定擋塊4釋放可運(yùn)動擋塊5，由于彈性復(fù)位構(gòu)件10，可運(yùn)動擋塊5的釋放使系統(tǒng)返回至起始位置。
[0118]根據(jù)圖5和圖6，現(xiàn)將描述軸向振動被鈍化的制造變型。
[0119]在這些附圖中所示的裝置200被整合在用于數(shù)控機(jī)器的刀架中，且被用來在同一周期期間進(jìn)行鉆孔/锪錐孔操作。
[0120]裝置200包括被完全連接至機(jī)器的軸的配件202和滑動連接至配件202的導(dǎo)向件203。
[0121 ] 彈性阻尼構(gòu)件207允許在導(dǎo)向件203上形成預(yù)緊力，在鉆孔/锪錐孔操作期間，該預(yù)緊力朝向向前運(yùn)動的方向且大于刀具208的推力。
[0122]軸桿204被滑動連接至導(dǎo)向件203。
[0123]裝置200包括振動系統(tǒng)206，該振動系統(tǒng)206包括波紋狀環(huán)260、滾動構(gòu)件261、固定光滑環(huán)262和針式擋塊263，當(dāng)在波紋狀環(huán)260和光滑環(huán)262之間存在相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，該振動系統(tǒng)206允許在導(dǎo)向件203和軸桿204之間產(chǎn)生軸向振動。
[0124]刀具208可以以可被拆卸的方式被完全連接至軸桿204。
[0125]裝置200還包括以滑動方式被可樞轉(zhuǎn)地連接至配件202的護(hù)套201。
[0126]就旋轉(zhuǎn)來說，護(hù)套201 (通過未示出的部件)被保持固定在機(jī)器的框架(未示出)上，但可軸向地運(yùn)動。
[0127]光滑環(huán)262被完全連接至護(hù)套201。這種護(hù)套201設(shè)置在其具有擋塊部件(如，三腳架205)的遠(yuǎn)端，該擋塊部件以可調(diào)節(jié)方式被完全連接至護(hù)套201 ;三腳架205的軸向位置被調(diào)整，使得在锪錐孔操作結(jié)束時，三腳架205的正面對應(yīng)刀具208的軸向位置。
[0128]操作階段a/
[0129]軸的旋轉(zhuǎn)引起配件202、依次是導(dǎo)向件203、軸桿204和刀具208的旋轉(zhuǎn)。
[0130]波紋狀環(huán)260和固定環(huán)262之間的相對旋轉(zhuǎn)速度引起軸向振動，該軸向振動被傳遞至導(dǎo)向件203和刀具208。
[0131]軸的向前運(yùn)動以整體的方式使裝置200的所有構(gòu)成部件平移。[0132]在與切削運(yùn)動(旋轉(zhuǎn))相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)中，軸的向前運(yùn)動(恒定的)和由振動系統(tǒng)206產(chǎn)生的軸向振動在待被鉆孔/锪錐孔的材料M中引起能夠符合軸向加工的組合運(yùn)動。
[0133]操作階段b/
[0134]在軸向加工周期結(jié)束時，材料M與三腳架205接觸。
[0135]由于三腳架205通過護(hù)套201被完全連接至光滑環(huán)262，故與材料M的接觸使軸桿204和刀具208停止平移。
[0136]由振動系統(tǒng)206產(chǎn)生的振動被完整地重新傳遞至彈性阻尼構(gòu)件207和軸的恒定的向前運(yùn)動。
[0137]因此，刀具208繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而不行進(jìn)。刀具208在材料M中的很少的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)使表面被“珩磨”，即，允許在周期結(jié)束時獲得與軸向成形加工(锪錐孔)相符的表面。
[0138]階段c/
[0139]數(shù)控機(jī)器被程序控制，以便進(jìn)行被彈性阻尼構(gòu)件207吸收的輕微的超程；然后返回至后面，至釋放位置。
[0140]當(dāng)向后運(yùn)動時，材料M和三腳架205之間的接觸的解除允許彈性阻尼構(gòu)件207使裝置200返回至其初始配置中。
[0141]當(dāng)然，本發(fā)明不局限于所示的實施例。
[0142]例如，振動系統(tǒng)可以以除了通過在光滑環(huán)和波紋狀環(huán)之間的旋轉(zhuǎn)滾動構(gòu)件之外的方式而形成。
[0143]以此方式，在未示出的變型中，如在申請W02008/000935中所描述的，滾動構(gòu)件在兩個其偏移量可被調(diào)整的波紋狀表面之間旋轉(zhuǎn)；偏移量根據(jù)向前運(yùn)動而被控制，以便在預(yù)定的向前運(yùn)動結(jié)束時停用振動系統(tǒng)。
[0144]在其他變型中，振動系統(tǒng)是電動機(jī)械的、氣動的、液壓的、壓電的，等等。
[0145]盡管本發(fā)明優(yōu)選被用于軸向成形加工，但本發(fā)明可有利地用于車削。
[0146]術(shù)語“包括”必須被理解成與“包括至少一個”同義。
【權(quán)利要求】
1.一種包括至少一個成形加工操作的機(jī)械加工方法，所述方法包括: a)在第一距離上，利用切削刀具進(jìn)行加工操作，當(dāng)所述切削刀具向前運(yùn)動時，該切削刀具受到軸向振動，然后， b)減小、特別是消除所述軸向振動的振幅，同時繼續(xù)驅(qū)動所述切削刀具旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在步驟b)期間，所述軸向振動的振幅被減小至零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，在步驟b)期間，所述刀具進(jìn)行向前運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，在步驟b)期間，所述刀具不進(jìn)行向前運(yùn) 動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項所述的方法，所述軸向振動的振幅的減小源自在所述振動開始時對振動系統(tǒng)(7，64，6 ;260，261，262)的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述軸向振動利用滾動構(gòu)件(64；261)而獲得，所述滾動構(gòu)件(64 ；261)旋轉(zhuǎn)接觸波紋狀滾動表面。
7.根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的方法，所述軸向振動通過在兩個滾動表面之間的滾動而獲得，所述兩個滾動表面中的至少一個滾動表面是波紋狀的，所述滾動表面在產(chǎn)生振動期間具有不同的旋轉(zhuǎn)速度，所述振幅的減小通過降低所述表面之間的相對旋轉(zhuǎn)速度、特別是通過使這兩個表面以相同的速度旋轉(zhuǎn)或者使這兩個表面都被固定不動而獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述刀具的預(yù)定的向前運(yùn)動結(jié)束時，對凸輪(9)施加作用，這種凸輪具有軸向運(yùn)動，且被設(shè)置成作用于在環(huán)(6 ；7)和所述框架⑴或旋轉(zhuǎn)部分(2)、特別是軸的驅(qū)動小齒輪⑵之間的連接件(2，62，6 ;81，84，82)，所述環(huán)限定用于所述滾動構(gòu)件(64)的滾動表面，使得由所述凸輪(9)的運(yùn)動引起的所述連接件的改變導(dǎo)致所述滾動表面之間的相對速度的改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述振動的振幅通過鈍化而被減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述鈍化通過吸收全部或部分振動力的彈性阻尼構(gòu)件(207)而獲得。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述鈍化期間，所述振動系統(tǒng)(206)在一側(cè)被直接地或間接地軸向鄰接抵靠待被加工的材料(M)，在另一側(cè)推擠所述彈性阻尼構(gòu)件(207)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述刀具(4)能夠進(jìn)行軸向成形加工操作，特別是锪錐孔、锪孔、表面精制或圓錐形孔。
13.—種允許實施前述權(quán)利要求中任一項所限定的方法的用于機(jī)械加工的裝置(100 ；200)，所述裝置包括: -切削刀具架， -使所述切削工具進(jìn)行軸向振動的振動系統(tǒng)， 在所述切削刀具的預(yù)定的運(yùn)動結(jié)束時，能夠自動地減小、特別是消除所述振動的振幅以便進(jìn)行成形加工操作的部件(4，5，9，62 ;4，5，9，84 ;205，207)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，包括在框架內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的刀架軸，所述框架容納傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)在所述刀架軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動作用下，引起所述刀架軸相對于所述框架的自動向前運(yùn)動。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，所述振動系統(tǒng)包括滾動裝置，所述滾動裝置包括滾動構(gòu)件(64 ;261),所述滾動構(gòu)件(64 ；261)通過軸向波動部件在波紋狀滾動表面上旋轉(zhuǎn)，以便周期性地推動所述刀具運(yùn)動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述滾動裝置包括光滑環(huán)和波紋狀環(huán)，所述滾動構(gòu)件(64)在所述光滑環(huán)和所述波紋狀環(huán)之間旋轉(zhuǎn)，所述光滑環(huán)和波紋狀環(huán)中的一個環(huán)，特別是所述光滑環(huán)(7)，相對于框架(1)固定，同時另一個環(huán)，特別是所述波紋狀環(huán)(6)，能夠或不能夠相對于所述框架運(yùn)動，所述裝置包括能夠呈現(xiàn)兩個位置的連接構(gòu)件(62)，所述兩個位置為聯(lián)接位置和另一個位置，在所述聯(lián)接位置中，所述連接構(gòu)件(62)固定地將可移動的或不可移動的所述波紋狀環(huán)(6)旋轉(zhuǎn)連接至驅(qū)動小齒輪(2)，在所述另一位置中，所述連接構(gòu)件(62)將所述環(huán)和所述驅(qū)動小齒輪(2)分離，這種連接構(gòu)件優(yōu)選為鄰接球(62)，當(dāng)所述鄰接球(62)通過凸輪(9)被鎖定在抵靠所述驅(qū)動小齒輪(2)和所述波紋狀環(huán)(6)的聯(lián)接位置中時，所述鄰接球(62)通過楔入效應(yīng)使所述驅(qū)動小齒輪(2)和所述波紋狀環(huán)(6) —起旋轉(zhuǎn)，并且，當(dāng)所述凸輪(9)不鎖定所述連接構(gòu)件(2)時，所述鄰接球(62)使所述波紋狀環(huán)(6)保持自由運(yùn)動，所述凸輪(9)優(yōu)選能夠沿著所述刀架軸的軸線(X)軸向運(yùn)動，且運(yùn)動到所述刀架軸的預(yù)定路徑的端部，以便停用所述振動系統(tǒng)，所述刀架軸優(yōu)選包括擋塊(4)，所述擋塊(4)通過直接地或間接地對所述凸輪(9)作用，來運(yùn)動所述凸輪(9)，設(shè)置彈性復(fù)位構(gòu)件(10)，以便 當(dāng)所述刀架軸上升時，將所述凸輪(9)返回至用于鎖定所述連接構(gòu)件的初始位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述滾動裝置包括光滑環(huán)和波紋狀環(huán)，所述滾動構(gòu)件(64)在所述光滑環(huán)和所述波紋狀環(huán)之間旋轉(zhuǎn)，所述光滑環(huán)和所述波紋狀環(huán)中的一個環(huán)，特別是所述光滑環(huán)，相對于框架(1)自由運(yùn)動且通過驅(qū)動小齒輪(2)被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，或者相對于所述框架固定，同時另一個環(huán)，特別是所述波紋狀環(huán)(6)隨所述驅(qū)動小齒輪(2) —起旋轉(zhuǎn)，設(shè)置一機(jī)構(gòu)，以便使這個環(huán)(7)運(yùn)動遠(yuǎn)離或不運(yùn)動遠(yuǎn)離相對于所述框架固定的鄰接表面，使得在遠(yuǎn)離位置中，所述環(huán)(7)自由運(yùn)動，在鄰接位置中，所述環(huán)(7)相對于所述框架(1)固定，所述機(jī)構(gòu)優(yōu)選包括一系列諸如球(84)的滾動構(gòu)件和凸輪(9)，所述凸輪(9)在更大或更小程度上徑向地使那些滾動構(gòu)件(84)運(yùn)動抵靠兩個傾斜表面(88，89)，所述傾斜表面(88，89)產(chǎn)生用于移離所述環(huán)(7)和所述鄰接表面的軸向推力，所述凸輪直接地或間接地通過被固定連接至所述刀架軸的擋塊(4)軸向地運(yùn)動，優(yōu)選地，設(shè)置一彈性復(fù)位構(gòu)件，以便當(dāng)所述刀架軸上升時，將所述凸輪(9)返回至所述初始位置，這個彈性復(fù)位構(gòu)件被插在所述驅(qū)動小齒輪⑵和所述凸輪(9)之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的裝置，包括護(hù)套(201)和導(dǎo)向件(203)，所述導(dǎo)向件(203)在所述護(hù)套內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，且通過滑動連接件被連接至承載所述刀具(208)的軸桿(204)，所述振動系統(tǒng)(206)被軸向地插在所述護(hù)套和所述導(dǎo)向件之間，且當(dāng)所述導(dǎo)向件旋轉(zhuǎn)時，將軸向振動傳遞給所述導(dǎo)向件和所述刀具，所述振動系統(tǒng)優(yōu)選包括兩個環(huán)，特別是光滑環(huán)和波紋狀環(huán)，所述兩個環(huán)以旋轉(zhuǎn)速度相對于彼此運(yùn)動，所述兩個環(huán)中的一個環(huán)，特別是所述光滑環(huán)(262)被完全連接至所述護(hù)套，而另一個環(huán)，特別是所述波紋狀環(huán)(260)與所述導(dǎo)向件一起旋轉(zhuǎn)且通過彈性阻尼構(gòu)件(207)軸向地推動而鄰接抵靠滾動構(gòu)件(261)，所述滾動構(gòu)件在所述兩個環(huán)之間延伸，所述彈性阻尼構(gòu)件(207)的強(qiáng)度是足夠大的，使得在軸向加工操作期間，只要所述護(hù)套不被鎖定抵靠待被加工的部件(M)，則所述振動系統(tǒng)能夠?qū)⑤S向振動傳遞給承 載所述刀具的所述軸桿，所述護(hù)套自由軸向運(yùn)動，但不能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述裝置(200)被設(shè)置成使得在特定的向前運(yùn)動結(jié)束時，所述護(hù)套被軸向地鎖定抵靠所述待被加工的部件，所述導(dǎo)向件(203)能夠繼續(xù)向前運(yùn)動，所述軸向振動不被傳遞至所述刀具，而被所述彈性阻尼構(gòu)件(207)吸收。
【文檔編號】B23B51/00GK103987481SQ201280062280
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】西爾萬·拉波特 申請人:米蒂斯公司