[發(fā)明專利]用于切削加工工件的帶有兩個振動部件的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180061930.2
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN103260819A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·蒂芬貝克
• 申請（專利權(quán)）人: EV集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23Q1/34
• 分類號: B23Q1/34;B06B1/06;B24B1/04;B23P25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳浩然;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于切削加工工件的裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求9的工件容納裝置。

背景技術(shù)

已知的用于切削、尤其銑削工件的裝置能夠在加工過程期間利用工具的振動產(chǎn)生在工具回轉(zhuǎn)(Werkzeugumlauf)期間改善的銑削特性，其中，運用18000?Hz至20000?Hz的頻率。

在這樣的裝置中，尤其極其硬的工件(例如SiC、SiN或B₄N)引起問題，因為它們導(dǎo)致工具的極度磨損。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是這樣改進(jìn)這種類型的裝置，使得可實現(xiàn)更小的工具磨損和相應(yīng)更高的使用壽命以及加工速度(即每單位時間的切屑體積或者說切掉體積(Aushubvolumen))的提升。

該目的利用權(quán)利要求1和9的特征來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中來說明。由在說明書、權(quán)利要求和/或附圖中所說明的特征中的至少兩個構(gòu)成的所有組合也落在本發(fā)明的范圍中。對于所說明的數(shù)值范圍，處于所提及的限度內(nèi)的值也應(yīng)作為極限值有效公開并且能夠以任意的組合要求保護(hù)。

本發(fā)明的基本思想是通過過程控制的多維聯(lián)結(jié)的且同步的軸向激勵(Achserregung)來獲得改善的切削效果。因此，本發(fā)明特別適合于硬的和超硬的材料，例如氧化物陶瓷(Oxidkeramik)、非氧化物陶瓷、硬質(zhì)合金(Hartmetall)或玻璃。根據(jù)本發(fā)明，在將工具接合到工件中時、即在切削時，在工件容納裝置和因此工件和工具之間實現(xiàn)多軸的、振動的相對運動。在此這樣加載工件的微觀結(jié)構(gòu)，使得實現(xiàn)更好的切削效果。

基于通過在工具和工件之間的多軸的、相聯(lián)結(jié)的且同步的相對運動工具的同樣通常多軸的加工可能性，X、Y和Z方向涉及相應(yīng)的加工面。其非強制地在圖中所示的通常取向中，而是在理想情況中是任意的，以便允許工件的單獨加工。因此設(shè)置有工具和/或工件的在X和Y方向上的加工平面以及加工方向或者還有進(jìn)給方向、即工具和/或工件向彼此的運動。

通過本發(fā)明，尤其由于在Z方向、即進(jìn)給方向上所設(shè)置的第一振動分量相應(yīng)地產(chǎn)生微鑿效應(yīng)(Mikro-Mei?eleffekt)或微沖擊鉆效應(yīng)(Mikro-Schlagbohreffekt)，其中，通過第二振動分量附加地引入橫向分量(Querkomponente)。

工具的鑿效應(yīng)(Mei?elwirkung)由振動元件引起，其中，優(yōu)選地在Z方向上、即在進(jìn)給方向上設(shè)置有主要的振動分量或幅度。

振動分量的引入通過尤其軸線相關(guān)的減振(被動)和/或通過尤其軸線相關(guān)的激振(主動)而實現(xiàn)。引入器件根據(jù)本發(fā)明尤其設(shè)置在工具處。

相應(yīng)的振動分量的引入的被動控制根據(jù)本發(fā)明由此實現(xiàn)，即通過工件被工具切削加工所引起的振動被減小、調(diào)整或阻尼成使得引起帶有限定的幅度、頻率和/或相位的預(yù)設(shè)的振動分量。

相應(yīng)的振動分量的引入的主動控制通過附加的、尤其它勵的(fremderregt)振動而實現(xiàn)，該振動與可能存在的、由工具的切削加工本身所激勵的振動疊加。

通過由在切削加工時的程序化的運動來產(chǎn)生帶有限定的幅度、頻率和/或相位的限定的振動分量，主動控制根據(jù)本發(fā)明尤其可在可編程的、多軸振動的工具中通過控制部的相應(yīng)編程而實現(xiàn)。

優(yōu)選地，相應(yīng)的(減振的和/或它勵的)振動分量的振動頻率小于1kHz、尤其小于500Hz、優(yōu)選地大于10Hz。

根據(jù)本發(fā)明的一有利的實施形式設(shè)置成，第一和/或第二振動分量的振動幅度和/或振動頻率尤其可彼此獨立地調(diào)節(jié)。以該方式，該裝置對工件的相應(yīng)的待加工的材料或工具和工件的材料的組合可調(diào)節(jié)。

只要振動頻率可調(diào)節(jié)小于1GHz、尤其<100MHz、優(yōu)選地<1MHz、還更優(yōu)選地<100kHz、還更優(yōu)選地<1kHz、理想地在100Hz與600Hz之間，則獲得越來越好的切削效果。

通過同時或獨立于此振動幅度可調(diào)節(jié)小于100μm、尤其<10μm、優(yōu)選地<1μm、還更優(yōu)選地<100nm并且理想地在1nm與10nm之間，來進(jìn)一步提高該裝置的切削效果。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一實施形式通過壓電元件產(chǎn)生振動分量時，是特別有利的。

優(yōu)選地，在X和/或Y方向上的振動幅度最大與在工具的表面中的微觀結(jié)構(gòu)、尤其金剛石的平均尺寸一樣大。

附圖說明

從優(yōu)選的實施例的說明中以及根據(jù)附圖得出本發(fā)明的另外的優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)。其中：

圖1在示意性的透視圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實施形式，