[發明專利]用于在尤其是切割工具的工件上形成導向斜面的裝置和方法

有效

• 申請號: 201280052294.1
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103930237B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 曼弗雷德·賽格穆勒;阿爾恩特·豪格
• 申請（專利權）人: 福爾默機械制造工廠有限公司
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08;B23K31/02;B23K26/36;B23B27/00;B23B51/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及用于在工件上形成邊緣(margin)的方法，尤其是在切割工具上形成邊緣的方法，并且涉及用于執行該方法的計算機控制的加工裝置。

背景技術

邊緣，也稱為圓形刃帶，被理解為表示在工件和切割工具(例如鉆孔工具和研磨工具)上的引導部分。邊緣對于例如鉆孔的壁的表面質量是至關重要的。換句話說，邊緣決定性地影響鉆孔壁的粗糙度測量值，例如諸如粗糙度深度等。為了解釋“邊緣”表示的意義，參照圖9進行說明。

圖9示出深鉆工具，具有導向塊1和2、排屑槽3以及切割刃4。在根據圖9的放大局部圖中，可以看到導向塊2的邊緣上的引導段5。引導段5包括具有浮凸6的復雜的幾何形狀。

因為引導段對于將通過切割工具被加工的工件的表面質量是極為重要的，因而邊緣不得不以高精度形成。尤其地，以高精度制造邊緣在實踐中被證實是困難的，因為具有浮凸和切口的邊緣的幾何形狀復雜。

迄今為止，已經通過使用合適的圓柱形研磨機在工件上形成邊緣。使用這種圓柱形研磨機的情況下，圓形刃帶或邊緣的幾何形狀的變化只可以是非常有限的程度，使得使用以前的方法制造的邊緣大多數不得不以圓柱形的形式形成，而不能具有例如后角。

為了形成邊緣或圓形刃帶，待加工的工件被夾持在圓柱形研磨機中并隨后通過研磨機加工。因為邊緣不得不以高精度和尺寸精確度加工，中間檢查，即定期檢查測量，是必要的。為此，工件-隨后是切割工具不得不被拆卸并從圓柱形研磨機中移除，以便能夠夾持在分離的用于測量的測量裝置中。換句話說，在中間檢查和最終的檢查期間必須重新夾持工件以手動測量。如果進一步的研磨操作是必需的，則工件隨后再次被夾持在研磨機中以繼續研磨過程。工件的再夾持對尺寸精度和邊緣形狀的精度具有負面的影響。

因為使用研磨輪研磨邊緣，因此在研磨輪的進給運動中，還總是需要考慮研磨輪本身的侵蝕，這對加工時間和加工精度具有相當大的負面影響。而且，尤其地，在將被設置有邊緣的長工件的情況下，例如鉆孔器，通過用圓柱形研磨機研磨而施加到工件的壓縮力對工件的形式和形狀具有負面的影響。

通常，用于通過使用激光束加工工件的裝置在現有技術中是已知的，并且例如在文獻DE4040554A1中公開。在該文獻中公開的加工工具包括殼體，其安裝在機器柱狀物上，并且在殼體內布置引導管以便能夠縱向運動。在殼體的后端部安裝激光單元，激光單元的激光束通過聚焦光學系統并且從噴嘴頭射出，在殼體內設置用于將至少一種流體供給至激光束的中心出口的裝置。為了激光加工工件，引導管水平地移動，直到噴嘴頭緊接在待加工工件表面的前面。激光單元被驅動以層的方式執行材料的去除，同時工作臺執行組合的水平移動和圍繞垂直軸線的旋轉運動。為了實施在工件上的切割加工操作，通過工具更換裝置用切割工具替換激光頭。

然而，現有技術已知的通過激光束加工工件的裝置不適于在工件或切割工具上形成邊緣，因為其設計成在實心工件內形成腔。這種邊緣是將要形成在工件的圓周表面上并且具有復雜的幾何形狀，其與簡單的腔是沒有可比性的。

此外，現有技術中已知用于從坯件形成旋轉對稱的工具的激光加工裝置，并且例如在DE102010011508A1中公開。

根據DE102010011508A1的激光加工裝置具有控制裝置和定位裝置，由此可以設定和改變激光頭和工具坯件之間的相對位置。經由偏轉裝置，通過激光器產生的激光束脈沖在脈沖區域的區域中被引導到坯件的表面上。為了在工具坯件上形成切割刃或排屑槽，控制裝置對應偏轉裝置指定用于布置連續的沖擊位置的脈沖路徑。脈沖路徑的路線依賴于脈沖區域的形狀，并且在矩形脈沖區域內具有蜿蜒的路線，其包括直線部分路線。圓、橢圓或曲線形狀的脈沖區域也是可以的。從開始點開始，激光束脈沖沿脈沖路徑布置，直到到達脈沖路徑的終點。在到達終點時，在偏轉裝置中重新設定運動并且激光束脈沖隨后再次被布置在在開始點開始的脈沖路徑上，使得一層接著一層去除材料。在通過偏轉裝置加工二維空間上受限制的脈沖區域的同時，定位裝置同時引起脈沖區域在坯件的表面上的相對運動。為了在坯件上形成排屑槽或切割刃，通過在坯件表面之上脈沖區域的移動、以多次去除層的方式一層接著一層去除材料，使得在相當多的材料移除之后形成想要的排屑槽。

在文獻DE102010011508A1中公開的激光加工裝置的情形中，通過在坯件表面之上移動脈沖區域、以多次去除層的方式一層接著一層去除材料。在此期間，激光束脈沖沿著指定脈沖路徑的路線。在到達脈沖路徑的終點之后，重新設定移動，并且從脈沖路徑的開始點開始去除待去除的下一材料層。