[發(fā)明專利]自維持軸向振動(dòng)式的穿孔裝置和工具

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780017515.0
• 申請(qǐng)日: 2007-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN101443149A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·拉巴泰;G-F·莫拉魯;D·布蘭皮卡爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐洲航空防務(wù)及航天公司EADS法國;國立高等工藝技術(shù)學(xué)院;國家科研中心
• 主分類號(hào): B23B47/34
• 分類號(hào): B23B47/34
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 余全平

技術(shù)領(lǐng)域

[01]本發(fā)明涉及材料鉆孔領(lǐng)域，尤其是通過切削工具對(duì)深孔的鉆鑿。

背景技術(shù)

[02]當(dāng)借助例如鉆頭的切削工具進(jìn)行材料穿孔時(shí)，所述切削工具會(huì)產(chǎn) 生從材料脫落的材料屑。

[03]已經(jīng)得知必須在穿孔時(shí)排出這些材料屑，才能避免切削工具的卡 塞，這種卡塞會(huì)迅速損耗切削工具的切削性能，并在實(shí)現(xiàn)穿孔過程中降低 孔的精確度并損害孔壁的表面狀態(tài)。在最不利的情況下，卡塞可能導(dǎo)致工 具的卡住和斷裂，對(duì)于正在進(jìn)行穿孔的零件以及所述零件的生產(chǎn)周期來說 這會(huì)造成嚴(yán)重的后果。對(duì)于切屑自然排出十分困難的深孔鉆鑿，這些問題 變得尤其關(guān)鍵。

[04]有多項(xiàng)技術(shù)被用來降低這些風(fēng)險(xiǎn)。

[05]尤其已知，可以通過例如切削工具的螺旋槽、和/或經(jīng)由工具中心 的送風(fēng)或潤滑劑噴送等傳統(tǒng)方式，試圖粉碎切屑，從而簡化其排出。

[06]為了細(xì)碎切削工具產(chǎn)生的切屑，通過相對(duì)于穿孔推進(jìn)方向的軸向 倒退運(yùn)動(dòng)及隨后在穿孔方向上的繼續(xù)推進(jìn)，有規(guī)律地使工具與材料脫開。

[07]第一項(xiàng)技術(shù)在于通過一種合適的機(jī)械裝置，促使工具進(jìn)行周期性 的倒退軸向運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)疊合于穿孔推進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向，但所述強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng) 會(huì)在工具重新與材料接觸以繼續(xù)穿孔時(shí)產(chǎn)生不斷的沖撞，從而造成工具性 能的迅速損耗。

[08]第二項(xiàng)技術(shù)在公開號(hào)2?765?505的法國專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中描述，其 旨在把工具固定于與穿孔頭部接合的一工具架上，所述穿孔頭部包括相對(duì) 于穿孔頭部支承體軸向引導(dǎo)工具架的裝置以及可變形平移和軸向平移連接 部件，從而使工具在穿孔所產(chǎn)生的力的作用下可沿軸向方向振動(dòng)。通過使 可變形元件的特征適配于切削工具的及工具架的質(zhì)量、并適配于切削參數(shù)， 軸向振動(dòng)將通過由穿孔操作本身所產(chǎn)生的激勵(lì)得以保持。

[09]為了保證與工具振動(dòng)相關(guān)的軸向移動(dòng)，軸向引導(dǎo)裝置保持與穿孔 頭部的軸重合的工具軸。所述裝置具有沿穿孔頭部的軸被間隔開的兩環(huán)形 狀，且這兩環(huán)沿軸的方向變形，而無需允許工具的軸的方向相對(duì)于穿孔頭 部的軸進(jìn)行徑向移動(dòng)和變化。在提出的另一實(shí)施方式中，所述軸向引導(dǎo)部 件包括連結(jié)在穿孔頭部上的一滾珠導(dǎo)軌，其中，工具架沿旋轉(zhuǎn)軸的方向滑 動(dòng)，同樣也無需允許工具軸的方向和穿孔頭部軸的方向之間的變化。

[10]尤其由于所述裝置所維持的振動(dòng)且由于帶徑向力的軸向引導(dǎo)裝 置的靈敏度，因此這類裝置具有機(jī)械復(fù)雜性且會(huì)導(dǎo)致穿孔頭部的尺寸顯著 增大及脆弱。此外，引導(dǎo)裝置是產(chǎn)生摩擦的緣由，而摩擦將干擾對(duì)裝置參 數(shù)改變十分靈敏的自維持振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且，所述引導(dǎo)裝置必需實(shí)施特殊的 穿孔頭部，這會(huì)要求對(duì)穿孔裝置和與穿孔相關(guān)的加工范圍進(jìn)行修改。

[11]使用麻花鉆頭時(shí)，由于該類型的鉆頭對(duì)穿孔頭部施加的徑向力的 對(duì)稱性，因此能對(duì)所述軸向引導(dǎo)裝置內(nèi)由徑向力引起的摩擦力進(jìn)行限制。

[12]然而，當(dāng)使用僅包括單一切削刃的鉆頭、也就是3/4鉆頭時(shí)，或者 鉆孔相對(duì)于所鉆孔的直徑很深時(shí)，靈敏性就變得十分關(guān)鍵。在使用3/4鉆頭 的情況下，不能準(zhǔn)確保證對(duì)穿孔頭部的引導(dǎo)，因?yàn)樽饔迷诠ぞ呱系挠摄@孔 操作引起的徑向力不再對(duì)稱。3/4鉆頭被用來實(shí)施高精確度和高質(zhì)量的鉆孔 和鏜孔，例如其對(duì)航空制造上強(qiáng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)的組裝是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容

[13]本發(fā)明為產(chǎn)生短小的切屑提出自維持軸向振動(dòng)式的穿孔工具，其 尤其允許毫無問題地使用3/4鉆頭來實(shí)現(xiàn)高精度的穿孔，且為實(shí)現(xiàn)所述類型 的穿孔，其包括適用于大部分現(xiàn)有機(jī)器的簡單且耐用的部件。

[14]更有利地，所述穿孔頭部的部件適用在現(xiàn)有的穿孔設(shè)備上，而無 需對(duì)所述穿孔設(shè)備進(jìn)行明顯的改變。

[15]為實(shí)現(xiàn)這樣一自維持振動(dòng)式穿孔，穿孔裝置包括：

[16]-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，其具有被驅(qū)動(dòng)繞軸旋轉(zhuǎn)的輸出軸，

[17]-具有旋轉(zhuǎn)軸的切削工具，

[18]-使所述切削工具連接所述輸出軸的連接部件，

[19]所述連接部件能把驅(qū)動(dòng)力矩傳輸至所述切削工具并包括彈性部 件，所述彈性部件能在進(jìn)行穿孔操作時(shí)引起所述切削工具的自維持軸向振 動(dòng)。此外，所述連接部件布置成：在進(jìn)行穿孔操作期間，在施加于所述切 削工具的徑向力的作用下，所述連接部件允許所述切削工具的軸的方向與 所述輸出軸的軸的方向之間產(chǎn)生角偏差，從而避免由于工具安裝可能產(chǎn)生 的超靜定結(jié)構(gòu)，在所述工具安裝中，工具軸的方向?qū)⑾鄬?duì)驅(qū)動(dòng)軸的方向被 限定。