本發(fā)明涉及用于加工部件的裝置(諸如鉆孔裝置)的領域,所述裝置更具體地是用于將進給運動結(jié)合到例如鉆頭的切削工具的那些裝置。
背景技術(shù):
這種裝置是本領域技術(shù)人員所熟知的,特別是例如從專利文獻fr2907695,該專利文獻描述了一種被稱為鉆孔單元的具有驅(qū)動機構(gòu)的機器,該驅(qū)動機構(gòu)設置有驅(qū)動小齒輪和進給小齒輪,該驅(qū)動小齒輪以旋轉(zhuǎn)固定方式安裝在工具保持主軸上的驅(qū)動小齒輪,以便在允許所述驅(qū)動小齒輪軸向移動的同時旋轉(zhuǎn)所述工具保持主軸,該進給小齒輪通過螺旋連接件聯(lián)接到工具保持主軸,以根據(jù)驅(qū)動小齒輪與進給小齒輪的相對旋轉(zhuǎn)速度在進給運動中沿其軸線平移地驅(qū)動主軸。
與使用電動機的數(shù)控機器或其他鉆孔裝置不同,鉆孔單元通常僅具有(氣動或電動)馬達,其通過驅(qū)動機構(gòu)圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)工具,并且同時通過沿其軸線的平移運動進給或返回該工具。由于平移和旋轉(zhuǎn)運動是機械連接的,鉆孔單元的操作參數(shù)通過選擇小齒輪來固定,并且在整個鉆孔循環(huán)中是恒定的。特別地,轉(zhuǎn)速與進給速率之間的比例運動地施加,由此給出每轉(zhuǎn)恒定的進給量,因此不能根據(jù)所鉆孔的材料最佳地適應。因此,即使這樣的機器被證明通常是令人滿意的,使用它來鉆深孔和/或多材料堆疊仍可能是棘手的。
具體地,在這種情況下,可以證明難以排出在鉆孔過程中形成的切屑。如果切屑塞住,這可能導致鉆孔工具的破損或顯著磨損,產(chǎn)生表面狀態(tài)的惡化,特別是在由不同材料制成的鉆孔堆疊的操作期間,或特別是通過諸如旋轉(zhuǎn)速度或進給速率施加的切割參數(shù)限制,導致的生產(chǎn)率的顯著降低。
這個缺陷的一個補救辦法是通過不連續(xù)的鉆孔來改變其厚度來分解這些切屑。因此,上述專利文獻中描述的鉆孔機設置有相對于機器框架移動進給小齒輪的系統(tǒng),所述系統(tǒng)是凸輪/凸輪從動件組件的形式,這些元件中的第一個固定在與主軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向上,另外的元件關(guān)于進給小齒輪的旋轉(zhuǎn)方向固定,使得可以在鉆孔期間將主軸沿其軸線的進給運動上的振蕩疊加起來。因此,在鉆頭的進給期間,這些軸向振蕩改變了切屑的厚度,從而使它們被分解和抽真空。但是,這會導致在凸輪處的摩擦,該摩擦產(chǎn)生熱量、磨損和噪音。此外,振蕩的頻率取決于進給小齒輪與工具保持主軸之間的相對轉(zhuǎn)動速度,并且并不總是能夠獲得用于切屑良好分解的最佳振蕩頻率,因為每轉(zhuǎn)的振蕩次數(shù)保持不變。因此,這種機器不能適應于多種加工結(jié)構(gòu),例如用具有兩個刃或單個刃的鉆頭進行鉆孔,每轉(zhuǎn)需要的振蕩次數(shù)不同。此外,上述專利提出的結(jié)構(gòu)不能夠根據(jù)加工過程的性質(zhì)停止振蕩激勵。然而,這樣的停止可能成為必要的,例如,如果相同的工具需要進行鉆孔,然后進行斜面的制造,后者需要沒有疊加振蕩的進給運動。用于分解切屑的振動輔助的進一步優(yōu)化利用已知的原理也是不可能的,所述優(yōu)化例如在鉆孔操作期間的實時變化,所施加的振蕩的振幅或頻率,或除了正弦曲線,例如鋸齒狀振蕩形狀。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的是提出一種改進的機加工裝置,特別是一種用于在鉆孔期間通過在工具的進給運動上疊加軸向振蕩以分解切屑的鉆孔裝置,其不具有上述的至少一個局限,并且特別是易于實施的,占用的空間很小,并且其振蕩特性易于調(diào)整。
為此,本發(fā)明的主題是一種機加工裝置,其包括框架、沿軸線延伸并且能夠聯(lián)接到切割工具的傳動軸和用于驅(qū)動傳動軸的驅(qū)動機構(gòu),所述機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、驅(qū)動構(gòu)件以及用于產(chǎn)生軸向振蕩的裝置,該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件聯(lián)接到所述傳動軸并且能夠相對于所述框架繞其軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述傳動軸,該驅(qū)動構(gòu)件與所述傳動軸螺旋連接,并且能夠取決于所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與驅(qū)動構(gòu)件的相對旋轉(zhuǎn)速度沿傳動軸的軸線以相對于框架的進給運動平移地驅(qū)動所述傳動軸,所述用于產(chǎn)生軸向振蕩的裝置能夠產(chǎn)生傳動軸沿其軸線的振蕩進給運動。
根據(jù)本發(fā)明,所述驅(qū)動構(gòu)件安裝成能夠相對于所述框架沿軸線平移地移動,并且定位在用于將傳動軸聯(lián)接到所述切削工具的端部與所述第一齒輪構(gòu)件之間,所述用于產(chǎn)生軸向振蕩的裝置包括安裝在與所述框架相關(guān)聯(lián)的固定位置的機電致動器,在所述驅(qū)動構(gòu)件前面,所述機電致動器能夠被聯(lián)接到所述驅(qū)動構(gòu)件以使其平移地振蕩,以便在所述進給運動上疊加軸向振蕩的分量。
根據(jù)本發(fā)明的機加工裝置的另外的它們自己單獨或組合采用的有利特征:
-所述機電致動器可被設計成在與進給運動方向相反的軸向上產(chǎn)生所述驅(qū)動構(gòu)件的軸向位移運動,而預加載彈簧沿對應于所述進給運動的方向的軸向方向上推壓所述驅(qū)動構(gòu)件;
-替代地,所述機電致動器可以被設計成在對應于所述進給運動的方向的軸向上產(chǎn)生所述驅(qū)動構(gòu)件的軸向位移運動,而預加載彈簧沿與所述進給運動的方向相反的軸向方向上推壓所述驅(qū)動構(gòu)件;
-所述軸向位移運動可以有利地通過機械放大裝置傳遞到所述驅(qū)動構(gòu)件,所述機械放大裝置能夠放大由所述機電致動器產(chǎn)生的運動的幅度;
-根據(jù)一個示例性實施例,所述機械放大裝置可以包括在所述機電致動器的自由端與所述驅(qū)動構(gòu)件之間延伸的杠桿臂;
-該裝置優(yōu)選地包括固定于所述驅(qū)動構(gòu)件的雙推力軸承類型的用于聯(lián)接到所述驅(qū)動構(gòu)件的裝置;
-所述機電致動器以其一端抵靠固定到所述框架的軸向環(huán)形軸承;
-所述軸向環(huán)形軸承可以有利地包括彈性阻尼裝置,通過所述彈性阻尼裝置,所述機電致動器的所述端抵靠所述軸向環(huán)形軸承;
-所述驅(qū)動構(gòu)件在軸線方向上與用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動鏈輪處于滑動連接,所述驅(qū)動鏈輪接收旋轉(zhuǎn)運動并且相對于所述框架樞轉(zhuǎn)連接;
-所述驅(qū)動構(gòu)件和所述驅(qū)動鏈輪之間在所述軸線方向上的滑動連接通過彈性引導裝置實現(xiàn);
-所述裝置可以包括在所述驅(qū)動構(gòu)件和所述框架之間的滑動樞軸;
-所述機電致動器可以是壓電或磁致伸縮或電致伸縮致動器。
附圖說明
參考附圖,通過閱讀下面以非限制性示例的方式給出的本發(fā)明的一個特定實施例的描述,本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見,其中:
-圖1是示出了稱為具有編程進給的鉆孔單元的鉆孔單元的驅(qū)動機構(gòu)的運動學的示意圖,本發(fā)明可以以非限制性方式應用于該鉆孔單元;
-圖2是類似于圖1的示意圖,示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸的引導部分的布置,以便將輸出傳動軸的進給運動與沿軸線的振蕩運動相結(jié)合;
-圖3是示出圖2所示的實施例的變體的示意圖;
-圖4是示出本發(fā)明的第二實施例的示意圖;
-圖5是示出本發(fā)明的第三實施例的示意圖;
-圖6是示出本發(fā)明的第四實施例的示意圖。
在這方面,在附圖中,應當注意,具有相同附圖標記的元件對應于相同或相似的元件。
具體實施方式
圖1示出了具有驅(qū)動機構(gòu)1的驅(qū)動裝置的常規(guī)運動學結(jié)構(gòu),該驅(qū)動機構(gòu)1形成被稱為具有編程進給的驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu),其將輸入傳動軸2機械地連接到輸出傳動軸3,切割工具(在這種情況下是鉆孔工具)旨在被聯(lián)接到該輸出傳動軸3。驅(qū)動機構(gòu)的軸2聯(lián)接到驅(qū)動馬達或馬達/減速齒輪組件。這些元件的組件至少部分地容納在鉆孔裝置的框架中,并且輸出傳動軸3被容納在框架中,以便可繞其軸線a旋轉(zhuǎn)移動并且沿該軸線a平移地移動。
根據(jù)圖1的示例性實施例,驅(qū)動機構(gòu)1包括第一傳動裝置11,其可以將輸入軸2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成輸出軸3的旋轉(zhuǎn)運動。該第一傳動裝置具有例如固定到輸入軸2的第一驅(qū)動鏈輪12,其與連接到輸出軸3的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13接合,使得旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13與輸出軸3一起旋轉(zhuǎn),同時允許其沿其a軸線相對于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13的平移運動,旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13和輸出傳動軸3之間的連接例如是滑動連接14,輸出傳動軸3能夠具有槽,旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13上的相應的肋接合在所述槽中。
根據(jù)具有編程機械進給的常規(guī)驅(qū)動機構(gòu),驅(qū)動機構(gòu)1包括第二齒輪裝置15,其使得可以將輸入傳動軸2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成輸出傳動軸3的進給運動。第二傳動裝置15可以包括例如聯(lián)接到輸入軸2的第一驅(qū)動鏈輪16,該第一驅(qū)動鏈輪16使得可以接合與框架樞轉(zhuǎn)連接的第二驅(qū)動鏈輪17,該第二驅(qū)動鏈輪17固定到通過螺旋連接聯(lián)接到輸出傳動軸3的驅(qū)動構(gòu)件18,該螺旋連接使得可以將驅(qū)動構(gòu)件18相對于輸出傳動軸3的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為輸出傳動軸3相對于框架沿其軸線a的相應平移運動,使得輸出傳動軸3取決于旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動構(gòu)件13和18的相對旋轉(zhuǎn)速度相對于框架沿軸線a(沿箭頭va的方向)進給。具體地,螺旋連接將驅(qū)動構(gòu)件18和輸出傳動軸3之間的旋轉(zhuǎn)相對運動轉(zhuǎn)換為平移運動。在第二驅(qū)動鏈輪17與第二傳動裝置15的第一驅(qū)動鏈輪16之間以及第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13與第一傳動裝置11的第一驅(qū)動鏈輪12之間的兩個傳動比u1和u2的明智選擇分別使得可以實現(xiàn)低進給速率(幾百分之一毫米),同時實現(xiàn)具有相對較大且易于實現(xiàn)(幾毫米)的節(jié)距的螺旋連接。
替代地,旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13和驅(qū)動構(gòu)件17的旋轉(zhuǎn)運動也可以由兩個平行的運動鏈提供,這兩個平行運動鏈比上面顯示的更復雜,其接收來自同一馬達或馬達/減速齒輪對的驅(qū)動運動,或來自兩個不同馬達的驅(qū)動運動。
如上所述,如果在材料的鉆削時形成的切屑在形成的同時被分解,則所述切屑能夠更容易地排出。通常,通過經(jīng)由與輸出軸3的螺旋連接在由驅(qū)動構(gòu)件18產(chǎn)生的進給運動上疊加振蕩運動,嘗試通過在與輸出傳動軸3連接的鉆具上施加振蕩進給運動而使得這種分解成為可能。
本發(fā)明提出的用于產(chǎn)生振蕩進給運動的方案可以應用于包括用于驅(qū)動傳動軸的驅(qū)動機構(gòu)的任何機加工裝置,該傳動軸具有如圖1所述的運動鏈,但是所述方案可以更廣泛地應用于(獨立于設計用于將運動傳遞到輸出傳動軸3的運動鏈的選擇)并且特別地被設計成分別將兩個旋轉(zhuǎn)運動傳遞到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13和驅(qū)動構(gòu)件18。因此,現(xiàn)在將描述的解決方案可以應用于使用耦合到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的輸出傳動軸的任何運動鏈,所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠在框架內(nèi)圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該軸,同時使其能夠自由地平移地移動,該框架容納驅(qū)動機構(gòu),該驅(qū)動機構(gòu)包括通過螺旋連接聯(lián)接到軸的驅(qū)動構(gòu)件,以便在軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的作用下實現(xiàn)軸沿著其軸線的自動進給,而不管以何種方式實現(xiàn)驅(qū)動構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度ω1與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度ω2的差異。
圖2所示的第一實施例具有基于機器架構(gòu)的構(gòu)造,其中形成與軸3的螺旋連接的螺母元件的驅(qū)動構(gòu)件18位于機器的后部,如現(xiàn)有機器的情況。換句話說,驅(qū)動構(gòu)件18沿著輸出傳動軸3定位為相對于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13遠離用于將該軸聯(lián)接到切削工具(未示出)的端部。
通過螺旋連接聯(lián)接到輸出傳動軸3的驅(qū)動構(gòu)件18能夠沿著軸線a在框架內(nèi)沿軸向移動,驅(qū)動構(gòu)件18和第二驅(qū)動鏈輪17之間的連接例如是軸線a的滑動連接19。這種滑動連接19具有必須確保低振幅行程的特定特征,所述低振幅行程等于施加的振蕩振幅,通常為十分之一毫米左右,優(yōu)選為0.1至0.2mm。因此,雖然可以通過常規(guī)的滑動連接方式(滑動軸承,具有滾動元件的軸承座等)來實現(xiàn),但也可以通過彈性引導裝置來實現(xiàn),其可以類似于具有小行程的滑動連接?;蛘?,可以在驅(qū)動構(gòu)件18與框架之間布置在軸線a的方向上滑動的滑動樞軸,使得用于將進給運動施加在輸出傳動軸3上的驅(qū)動構(gòu)件18能夠沿軸線a相對于框架平移移動。另外,輸出傳動軸3由于其間的螺旋連接而關(guān)于平移運動是固定在驅(qū)動構(gòu)件18上,形成該螺旋形連接的螺母元件18的驅(qū)動構(gòu)件18被擰到輸出軸3的螺紋部分上。
根據(jù)圖2所示的該第一實施例,用于產(chǎn)生用于允許輸出傳動軸3沿其軸線a的振蕩進給運動的軸向振蕩的裝置包括機電致動器20,例如壓電型機電致動器,它的通過施加到其上的可變電壓引起的振蕩沿著軸線a定向。致動器20還可以是磁致伸縮型的或電致伸縮型的,或使用能夠提供由外部控制信號產(chǎn)生的振蕩的任何其它類型的介質(zhì)和物理現(xiàn)象的類型,例如電動液壓或電動氣動。
具有管狀形狀的機電致動器20安裝在機器的后部在輸出傳動軸3上,且在構(gòu)成與輸出傳動軸3的螺旋連接的螺母元件的驅(qū)動部件18之后,并且用于被軸向聯(lián)接到驅(qū)動構(gòu)件18,以便使其沿著軸線a平移地振蕩,從而將軸向振蕩分量疊加在由驅(qū)動構(gòu)件18施加的軸的進給運動上。
機電致動器20有利地安裝在連接到框架的固定位置處,換句話說,其不相對于框架圍繞輸出軸3的軸線a旋轉(zhuǎn),從而大大簡化其電力供應,從而避免了使用復雜和昂貴的解決方案的必要性,例如基于滑動接觸的滑環(huán)類型。為此,機電致動器20通過其端部21之一抵靠固定到框架的軸向環(huán)形軸承30,以將致動器20留在固定位置。軸向環(huán)形軸承30可以包括插入在軸承本身和機電致動器20的端部21之間用于抵靠軸承30的彈性阻尼裝置(未示出)。
在圍繞軸線a以旋轉(zhuǎn)固定的方式安裝的機電致動器20的前方,致動器20的振蕩自由端22,其遠離軸向?qū)庸潭ǖ娇蚣艿膲K體30上的端部21,用于聯(lián)接到驅(qū)動構(gòu)件18,以便使其沿著軸線a通過滑動連接件19平移地振蕩,以便將軸向振蕩分量疊加在軸3沿軸線a的均勻進給運動上,所述均勻進給運動基于驅(qū)動構(gòu)件18和輸出傳動軸3之間的旋轉(zhuǎn)相對運動產(chǎn)生。
驅(qū)動構(gòu)件18優(yōu)選地安裝成能夠通過彈性返回機構(gòu)(未示出)相對于框架在軸線a的方向上軸向移動,該彈性返回機構(gòu)用于將驅(qū)動構(gòu)件18返回到標稱軸向位置。與滑動連接或與滑動樞軸相關(guān)的彈性返回機構(gòu),例如預加載彈簧,被設計成允許驅(qū)動構(gòu)件18在致動器20產(chǎn)生的軸向位移運動的作用下相對于框架沿著工具的進給運動方向從標稱的軸向位置移動,同時沿著與進給運動方向相反的軸向方向推壓驅(qū)動構(gòu)件18。因此,驅(qū)動構(gòu)件18通過彈性返回機構(gòu)被推壓到致動器20的振蕩自由端22。
根據(jù)該實施例,致動器20沿著工具的進給運動的方向“推壓”驅(qū)動構(gòu)件18,并且預加載彈簧產(chǎn)生用于將工具從材料中退回的返回力。因此,在“向外”行進期間,當工具以高速進入材料并且去除最大厚度的切屑時,在“向外”行進期間出現(xiàn)鉆孔力峰值,同時在預加載彈簧的作用下實現(xiàn)工具的返回運動。有利的是,后者的尺寸被設計成避免與致動器20的接觸的任何丟失。
機電致動器20的振蕩自由端22與驅(qū)動構(gòu)件18之間的聯(lián)接可以通過聯(lián)接裝置40來實現(xiàn),從而可以限制致動器20的振蕩自由端22與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動構(gòu)件18之間的摩擦,所述致動器20的振蕩自由端22圍繞軸線a以旋轉(zhuǎn)固定的方式安裝。更具體地,聯(lián)接裝置40可以是包括固定滾道和旋轉(zhuǎn)滾道的雙推力軸承類型的,所述固定滾道形成在以相對于框架沿著軸線a可移動的方式附接到輸出軸3并且用于連接到機電致動器20的振蕩自由端22的的固定滾道上,所述旋轉(zhuǎn)滾道用于固定到驅(qū)動構(gòu)件18,而旋轉(zhuǎn)元件布置在固定滾道與旋轉(zhuǎn)滾道之間。旋轉(zhuǎn)滾道可以直接形成在驅(qū)動部件18上,也可以形成在安裝在驅(qū)動部件18上的旋轉(zhuǎn)座圈上。
該機加工裝置有利地允許更好地控制與軸的進給運動相結(jié)合的軸向振蕩,特別是因為所使用的機電致動器可通過控制裝置響應于其電源特性的簡單調(diào)節(jié)進行實時控制。因此,可以調(diào)節(jié)振蕩的幅度和頻率,包括在正在進行的鉆孔操作期間,這對于實施自適應鉆孔過程特別有利,特別是為了考慮在同一操作中通過的各種材料,或加工過程的特定配置,例如在組合操作的情況下,其中使用單個工具進行隨后的斜切的鉆孔。
圖3示出了圖2中的實施例的變型,其中,與圖2所示的沒有放大的直接致動相比,該致動包括放大,以便增加由致動器20產(chǎn)生的振蕩運動的幅度。換句話說,結(jié)合放大的致動對同一致動器允許更大的軸向位移行程。為此,如圖3所示,由致動器20產(chǎn)生的軸向位移運動通過機械放大裝置50傳遞到驅(qū)動構(gòu)件18,機械放大裝置50能夠放大該運動的振幅并且介于致動器20的自由端22與雙推力軸承40之間,而致動器20仍然安裝在與框架相關(guān)聯(lián)的固定位置上。作為示例,機械放大裝置50包括杠桿臂,該杠桿臂以樞轉(zhuǎn)的方式安裝在致動器20的自由端22與附連到輸出傳動軸3的雙推力軸承40的固定滾道之間。
如圖3所示的這樣的具有放大的致動有利地使得可以增加振蕩的幅度,以便確保切屑的系統(tǒng)性碎裂,并且使得每轉(zhuǎn)可以覆蓋更大的進給范圍。
參考圖4,描述了第二實施例,其具有基于其中形成螺旋形連接的螺母元件的驅(qū)動構(gòu)件18此時位于機器的前部的機械結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。換句話說,在這種構(gòu)造中,驅(qū)動構(gòu)件18沿著輸出傳動軸3定位在用于將傳動軸聯(lián)接到切削工具的端部與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13之間。在該特定構(gòu)造中,如圖4所示,將致動器20定位于在機器的在驅(qū)動構(gòu)件18前的前部60(也稱為機器的鼻部)。因此,致動器20位于機器的鼻部中,在用于將傳動軸聯(lián)接到切削工具的端部與驅(qū)動構(gòu)件18之間。致動器的這種定位在空間需求方面是特別有利的,并且因此使得可以提高機器的緊湊性。
機電致動器20的一個端部21在機器的鼻部60處在用于將傳動軸聯(lián)接到切削工具的端部處抵靠固定到框架的軸向環(huán)形軸承30,以便將致動器20保持在固定位置,其方式與上面參照圖1所解釋的相同,并且其遠離其在第二齒輪構(gòu)件17處的端部21定位的自由端22通過雙推力軸承40聯(lián)接到驅(qū)動構(gòu)件18,以使其沿著軸線a通過滑動連接19平移地振蕩。
在這種結(jié)構(gòu)中,機電致動器20因此被設計成從相對于框架的標稱軸向位置沿與工具的進給運動方向(圖中由箭頭va表示)相反的軸向方向產(chǎn)生驅(qū)動構(gòu)件18的軸向位移運動,而預加載彈簧70沿對應于進給運動方向的軸向方向推動驅(qū)動構(gòu)件18。因此,與圖2和圖3中的致動器20沿著工具的進給運動的方向“推壓”的實施例中的致動方向相比,圖4中的實施例中的致動方向處于相反的方向。相比之下,在這種情況下,致動器20沿與工具的進給運動相反的方向“推壓”。因此,預加載彈簧70必須足夠剛硬以能夠?qū)⒐ぞ摺胺祷亍钡讲牧现?,而不會引起有害現(xiàn)象(例如不穩(wěn)定性)。
圖4中的實施例更具體地適用于振動輔助模式,該振動輔助模式包括疊加非正弦形狀的振蕩,更具體地說是鋸齒形振蕩。具體地,在這種構(gòu)造中,致動器20使用其所有的動力沿與工具的進給運動相反的方向驅(qū)動所述驅(qū)動構(gòu)件18,從而產(chǎn)生工具的返回行程,該返回行程比通過預加載彈簧70確保的工具進入材料的返回快得多。以這種方式,當工具返回到材料中時,對應于切屑形成階段的工具的主動行程上的路徑的坡度將低于對于其中振蕩具有正弦形狀的振動輔助模式,從而減少切削力和對工具的磨損。此外,鋸齒波振動輔助的最佳振蕩頻率低于在正弦波形的振蕩的情況下所需的最佳振蕩頻率。
圖5所示的實施例基于與參考圖4所描述的相同的機器結(jié)構(gòu),并且還涉及致動器20在機器的鼻部60中、驅(qū)動構(gòu)件18前的定位。然而,與圖4中的致動方向相比,致動方向是翻轉(zhuǎn)的,并且根據(jù)參考圖3描述的實施例的原理,該致動包括放大以增加由致動器20產(chǎn)生的振蕩運動的振幅。
為此,致動器20仍然安裝在與機器的框架相關(guān)聯(lián)的固定位置中,在機器的鼻部60處,在用于將傳動軸聯(lián)接到切削工具的端部處,該致動器20的端部中的一個端部21抵靠固定到框架的軸向環(huán)形軸承30,并且由致動器20產(chǎn)生的軸向位移運動通過以樞轉(zhuǎn)方式安裝在第二齒輪構(gòu)件17與致動器20的自由端22之間的桿臂50(根據(jù)圖3中的示例)傳遞到驅(qū)動構(gòu)件18,該自由端22基本上與第二齒輪構(gòu)件17成直角地遠離第一端21。以這種方式,致動器使得可以產(chǎn)生驅(qū)動構(gòu)件18沿軸向方向的軸向位移運動,該軸向方向?qū)诠ぞ呦鄬τ诳蚣艿臉朔Q軸向位置的進給運動的方向,而預加載彈簧70將沿與進給運動相反的方向推動該驅(qū)動構(gòu)件18。為此,預加載彈簧70被布置在機器的鼻部,相對于以固定方式安裝在驅(qū)動構(gòu)件18前的雙推力軸承40遠離驅(qū)動構(gòu)件18,并且抵靠雙推力軸承40被預加載,以產(chǎn)生用于將工具從材料中取出的返回力。
圖5中以致動器容納在機器的鼻部中的實施例因此在空間需求方面仍然具有積極的影響,并且盡管對于實現(xiàn)具有鋸齒振蕩的振動輔助來說不是特別優(yōu)選的,但是與圖4中的實施例不同的是,它可以有利地提供被乘以介于致動器與驅(qū)動構(gòu)件18之間的機械放大裝置所允許的放大系數(shù)的振蕩的振幅。
圖6中的實施例仍然基于圖4和圖5中描述的機器結(jié)構(gòu),其中驅(qū)動構(gòu)件18相對于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13定位在機器的前部,并且還涉及致動器20在機器的鼻部中、驅(qū)動構(gòu)件18之前的定位。該實施例還結(jié)合了與致動方向的反向布置(圖4)和所產(chǎn)生的運動幅度的放大的實現(xiàn)(圖5)相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點。為此,致動器20安裝在與機器的框架相關(guān)聯(lián)的固定位置,其端部21中的一個端部21抵靠在機器的鼻部60處通過驅(qū)動構(gòu)件18固定到框架的軸向環(huán)形軸承30,并且在機器的鼻部中基本上與安裝在驅(qū)動構(gòu)件18前的雙推力軸承40成直角地延伸。根據(jù)實施例,杠桿臂50以樞轉(zhuǎn)方式安裝在致動器20的自由端22與雙推力軸承40的固定管道之間,以便能夠在輸出傳動軸3上平移地移動。因此,致動器20使得可以在與工具的進給運動方向相反的方向上產(chǎn)生驅(qū)動構(gòu)件18的軸向位移運動,并且由致動器20產(chǎn)生的這種軸向位移運動通過杠桿臂50傳遞到驅(qū)動構(gòu)件18。以這種方式,致動器能夠沿與工具的進給方向相反的方向以通過杠桿臂50放大的移動幅度“推壓”驅(qū)動構(gòu)件18,而預加載彈簧70沿相反方向推動驅(qū)動構(gòu)件18。為此,預加載彈簧70通過驅(qū)動構(gòu)件18布置在機器的鼻部中,并且被抵靠附連到驅(qū)動構(gòu)件18的雙推力軸承40的旋轉(zhuǎn)滾道預加載,以便產(chǎn)生用于將工具返回進入材料的力。
如剛剛描述的用于將輸出傳動軸的進給運動與沿其軸線的振蕩運動相結(jié)合的本發(fā)明的各種實施例可以容易地適用于任何類型的加工單元,考慮到鉆孔之外的操作仍然是可能的,并且因為用于產(chǎn)生軸向振蕩的裝置僅僅介入了軸的引導部分,而與運動鏈無關(guān),該運動鏈提供兩個旋轉(zhuǎn)運動,分別地到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件13以圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動軸和到驅(qū)動構(gòu)件18以沿著其軸線平移地驅(qū)動軸。因此,所提出的解決方案可以用于例如電主軸類型的機加工裝置的設計中,從而獲得將進給運動集成到所述機加工裝置中和振動輔助的優(yōu)點。通常,本發(fā)明可應用于任何工業(yè)領域,其中工具或工具必須旋轉(zhuǎn)地運動(恒定或非恒定速度),所述旋轉(zhuǎn)運動與進給運動(恒定或非恒定速度)和振蕩運動(頻率、振幅和波形可變的振動)相關(guān)聯(lián),在過程之外或在過程期間,這些運動的所有參數(shù)能夠獨立調(diào)節(jié)。