刀架設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及刀架設備，其包括用于固定刀具(24)的固定裝置(4)、可在軸向方向上移動的可移動零件(2)和可引起可移動零件(2)的軸向振動運動的氣動機構(3)。固定裝置(4)耦合到可移動零件，使得可移動零件(2)的軸向振動運動傳輸?shù)降毒?24)。
【專利說明】刀架設備
[0001]發(fā)明目的
[0002]本發(fā)明應用于零件的加工操作特別是鉆孔操作的領域中，并涉及一種刀架設備，可借助于用于錨定的已加工軸或圓錐體而被耦合到機器或設備。
[0003]更具體地，本發(fā)明所提出的對象允許產生相對于所述機器的線性運動的軸向振動運動，并且隨旋轉將它傳輸?shù)降毒摺?br> [0004]發(fā)明背景
[0005]今天，在機器加工的范圍內，鉆孔和深鉆孔加工是在工業(yè)的各種行業(yè)中非常重要的加工操作，且盡管它是老技術，但是新材料、刀具、潤滑劑、機器、控制裝置等的出現(xiàn)打開了非常廣泛的研究領域以滿足生產率和市場的環(huán)境法規(guī)的要求。
[0006]當前的鉆孔問題與生產率和有待得到的表面和/或尺寸質量關聯(lián)。
[0007]諸如在可延展材料上鉆孔時產生長的和損傷的碎片以及出現(xiàn)不希望有的振動之類的典型的問題，是在工業(yè)部件的高生產率加工中有待提高的現(xiàn)象的例子，因為它們涉及停工事件的增加，進一步導致由于有缺陷的零件的制造而產生的損失和甚至機器損壞，因此在航空材料的鉆孔中，消除分層、減少毛刺、降低切割溫度和提高粗糙度是該行業(yè)的公司極大感興趣的目標。
[0008]在制造過程例如機器加工、焊接或成型期間施加振動是在用于解決與常規(guī)制造方法有關的問題的研究和工業(yè)中相對常見的做法。
[0009]在鉆孔的范圍內，施加相對于線性運動的軸向振動運動允許減少前述問題，因為它可減少執(zhí)行操作所需的能量，增加生產率，便于使碎片破裂，延長刀具的壽命，改善表面和內部質量并允許不適合于按照常規(guī)方法處理的工作材料。
[0010]當前存在允許實現(xiàn)這個過程的發(fā)明創(chuàng)造，其被稱為振動輔助鉆孔。
[0011]所述發(fā)明創(chuàng)造可根據(jù)振動可被施加的位置而被分類:首先是在不旋轉的刀具中獲得振動的設備，其次是使待穿孔的零件或測試件振動的設備，且最后是刀具同時旋轉和振動的設備一本發(fā)明被包括在該類設備中。
[0012]最后一類刀架包括文件US 6234728 (BI)，其包括:具有用于耦合到機器的支持架的鉆孔刀具的安裝附件；固定刀具的刀架，該刀具借助于軸向導向裝置相對于支架前后移動，并與刀架一起整體地旋轉，且它由在軸向方向上的懸掛裝置構成，以在刀架中產生從支架相對于工件的受控移位所產生的軸向振動運動。
[0013]待控制的兩個因素——頻率和振幅——根本地干擾在鉆孔期間的振動的施加。在刀具頂端處的振動的參數(shù)根據(jù)刀具、材料和待鉆出的孔的類型而改變，所以需要能夠修改振動的頻率和振幅。
[0014]所述振動在刀具的軸向方向上施加，遵循正弦模式且振幅大于切割邊緣進給，其中斷切割。碎片平均厚度的值通過改變切割的頻率和振幅來增加或降低，所以必須能夠根據(jù)每種鉆孔的需要來修改它。
[0015]此外，在一些材料例如復合材料的鉆孔中，振動的振幅值是待控制的重要參數(shù)，因為由于可能的纖維分層，在孔的出口處需要不很高的振幅。
[0016]另一方面，在鉆孔操作中執(zhí)行其它操作非常普遍，例如將孔擴成埋頭孔，為此不必要施加振動。
[0017]根據(jù)US 6234728 (BI)的發(fā)明創(chuàng)造存在刀架通過在刀具和待鉆孔的工件之間的接觸而產生振動的問題，所以對每種情況給出頻率和振動參數(shù)，而不能選擇修改所述參數(shù)。
[0018]此外，在執(zhí)行不需要振動的任何類型的操作的情況下，例如將孔擴成埋頭孔時，所述刀架將不是適當?shù)?，且將必須更換另一個以執(zhí)行沒有振動的操作。
[0019]本發(fā)明基于該問題提供一種刀架，其被設計成施加低頻振動，其中振動的特征例如振幅可根據(jù)鉆孔需要來改變，并且能夠選擇振動而不需要在刀具頂端處不振動的操作中改變刀架。


【發(fā)明內容】

[0020]本發(fā)明涉及克服上面指出的缺點的刀架設備，它具有可借助于錨定圓錐體和氣動機構來稱合到機器的主體，該氣動機構允許相對于機器的受控線性運動產生刀具軸向振動運動，且其中能夠控制振動的振幅。
[0021]對于不適合以振動狀態(tài)工作的情況，也能夠使振動狀態(tài)失效，而不需要改變刀架，所以相同的刀架設備可用于執(zhí)行不同的操作。
[0022]該刀架設備可特別地耦合到能夠使刀架設備旋轉(相對于刀具的軸向方向)的機器，并包括用于固定刀具的固定裝置。該刀架設備包括可在軸向方向上移動的可移動零件和氣動機構，其中所述氣動機構可引起可移動零件的軸向振動運動，且其中該固定裝置耦合到該可移動零件。該可移動零件的軸向振動運動因此被傳輸?shù)降毒摺?br> [0023]設想有以下的可能性:該氣動機構包括在軸向的兩個方向上執(zhí)行線性運動以用簡單的方式產生振動的氣動活塞。
[0024]刀架設備的可移動零件可包括容納氣動活塞的室，使得該氣動活塞可在室內軸向滑動，以及包括傳導裝置，其允許將壓縮空氣傳送到內部導管，該內部導管橫貫活塞并在該氣動活塞的軸向相對的端面上通入該室，因而引起它的前后運動，使該活塞以交替的方式與該可移動零件的室的內壁碰撞，引起該可移動零件的類似前后運動，且因此引起錨定到該可移動零件的刀具的前后運動。
[0025]刀架設備可包括主體，該主體包括允許將該設備耦合到機器的錨定元件和殼體，可移動零件可在該殼體內軸向移動。該主體包括使機器的壓縮空氣供應源與可移動零件的傳導裝置連通的導管。該主體因此執(zhí)行固定到機器的功能，其中該設備被耦合且進一步容納該可移動零件，其執(zhí)行錨定刀具和借助于相對于主體的軸向運動使整個設備振動的功倉泛。
[0026]刀架設備可包括調整器，其允許改變可移動零件的軸向運動的振幅，因此提供改變振動的振幅的可能性，使它們適應于每種情況。
[0027]該調整器包括螺母，其耦合在主體上，在與軸向方向一致的第一方向上閉合殼體，以充當可移動零件在第一方向上運動的擋塊，而所述主體在與軸向方向一致的第二方向上閉合殼體并充當該方向運動的擋塊。該螺母可通過改變殼體的軸向長度來改變它在軸向方向上的位置。
[0028]調整器可包括調節(jié)裝置，將螺母錨定到該設備的可移動零件以用簡單和整體的方式固定所述螺母的位置。
[0029]設想有以下的可能性:該設備包括容納在主體的殼體內部的第一減震擋塊，使得在可移動零件和主體之間的碰撞沖擊被吸收。
[0030]設想有以下的可能性:該設備包括在調整器中的第二減震擋塊，以吸收可移動零件與調整器的碰撞沖擊。
[0031]最后，設想有以下的可能性:第一減震擋塊和第二減震擋塊借助于固定裝置被固定到可移動零件的至少兩個相對的表面，使得在減震擋塊之間的間隙總是參考所述主體，因而通過該調整器實現(xiàn)振動的振幅的最佳變化。
[0032]設想有以下的可能性:主體包括附接裝置，其將可移動零件附接到所述主體，使得它們整體地隨著傳輸扭矩旋轉，且以可能的最簡單的方式實現(xiàn)隨著旋轉而振動的功能。
[0033]設想有以下的可能性:氣動機構包括返回裝置(例如容納在可移動零件的室中的彈簧，氣動活塞可碰撞該彈簧)，以便于改變由活塞執(zhí)行的線性運動的方向。
[0034]設想有以下的可能性:該設備包括在主體和可移動零件之間的密封元件(使得存在于主體和可移動零件之間的間隙在其至少一個端面上被密封以防止用于啟動氣動機構的空氣逸出)。
[0035]設想有以下的可能性:該設備包括用于在可移動零件和主體之間的軸向引導的減摩元件(例如位于可移動零件的外表面和主體的固定表面之間)。
[0036]還設想有以下的可能性:主體包括在其表面(作為閥)上制造的靜音通孔，其噴射壓縮空氣。
[0037]因此，根據(jù)所述發(fā)明，本發(fā)明所提出的植入物是直到現(xiàn)在為止在所使用的附接設備中的進步，且它借助于刀具的振動(從有利于鉆孔操作方面來說)以完滿的方式解決了上面提到的問題，其以簡單的方式實施，通過簡化過程，隨之改進了制造過程并減少了成本，均為簡單和集成的設計，而不需要高度訓練的操作員。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]為了補充所做出的描述，并為了幫助更好地理解根據(jù)其優(yōu)選實施方式的本發(fā)明的特征，一組附圖作為所述描述的整體組成部分被附加，其中使用例證性和非限制性特征描繪了下文:
[0039]圖1示出本發(fā)明所提出的設備的透視圖。
[0040]圖2示出該設備的橫截面視圖，其中可看到它的部件，其中可詳細看到氣動機構，其中活塞在上方位置。
[0041]圖3示出該設備的橫截面視圖，其中活塞在下方位置。
[0042]圖4示出該設備的平面橫截面視圖，其中可看到銷的細節(jié)。

【具體實施方式】
[0043]鑒于所描述的附圖，可觀察到在本發(fā)明的可能實施方式之一中，刀架包括主體I和可移動零件2，其中可移動零件2包括用于固定刀具24的固定裝置4，優(yōu)選地是固定刀具24的錨定夾具，這是本發(fā)明的振動的對象，如在圖2、3和4中可看到的。
[0044]主體I包括錨定元件5，其優(yōu)選地是耦合到機器的錨定圓錐體或已加工軸，且旋轉運動通過錨定元件傳輸?shù)街黧w(從而傳送到刀具)，以及機器的壓縮空氣轉移到刀架設備。這個壓縮空氣是刀架的振動效應所必需的，如下面將解釋的。
[0045]主體I包括殼體,可移動零件2可在殼體內部軸向移動?？梢苿恿慵?優(yōu)選地是夾盤，由兩個零件形成:第一零件19:其具有導管8，壓縮空氣通過該導管從錨定圓錐體內部進入；以及第二零件20，用于錨定該刀具的錨定裝置4 (優(yōu)選為錨定夾具)耦合到第二零件。
[0046]可移動零件2或夾盤的所述第一零件19和第二零件20優(yōu)選借助于系緊螺栓沿著第一零件19和第二零件20之間的接觸區(qū)域被固定，使得這些零件連接形成可移動零件2，如可在圖1、2、3和4中看到的。
[0047]可移動零件2包括容納產生振動運動的氣動活塞6的室21，特別地，第二零件20充當套管，所述氣動活塞6在其中以導向方式滑動。
[0048]氣動活塞6是負責產生刀架設備的軸向振動運動的元件，且它包括橫貫氣動活塞6的分布孔或內部導管22，在所述氣動活塞6的軸向相對的端面上通入室21，且因此以交替的方式將壓縮空氣分配到室21內，以產生氣動活塞6的軸向振動運動。
[0049]第二零件20包括將壓縮空氣從第一零件19的導管8傳送到活塞6的分布孔或內部導管22的傳導裝置23。
[0050]活塞6借助于穿過錨定圓錐體的空氣的進入而移動，其中空氣通過與橫貫活塞6的內部導管22連通的導管8被傳送，內部導管22接收空氣，并以交替的方式與接收空氣的傳導裝置23連通，因而允許活塞6的交替運動。
[0051]活塞6在夾盤內的運動的兩個端部位置在一側上是與第一零件I的接觸位置，而在另一側上是與夾盤的第二零件20的內表面的接觸位置，如可在圖2和3中看到的。
[0052]在室21內部容納返回裝置12，其優(yōu)選地是彈簧，幫助活塞6的運動，且其中夾盤2優(yōu)選地還包括兩個孔17，這兩個孔17優(yōu)選地是靜音孔，其功能是允許空氣從系統(tǒng)退出，如可在圖1、2、3和4中看到的。
[0053]減摩裝置16優(yōu)選地為青銅套，位于在夾盤2和主體I之間存在的界面中，用于引導夾盤2，其中所述青銅套固定在主體I內部，如可在圖2、3、和4中看到的。
[0054]為了通過夾盤2成功地將在主體I上產生的旋轉運動轉移到刀具，將附接裝置9 (優(yōu)選地是三個防旋轉銷)放置成使得可移動零件2 (優(yōu)選為夾盤)整體地隨著主體I旋轉，如可在圖1、2、3和4中看到的。
[0055]每個防旋轉銷優(yōu)選地由錨定到主體I的兩個螺栓構成，使得活塞6的旋轉運動和軸向振動運動通過夾盤2轉移到刀具24。
[0056]刀架設備包括軸向運動振幅調整器7，由螺母14和調節(jié)裝置13 (優(yōu)選為螺柱)構成，它執(zhí)行固定主體I內部的夾盤2的運動自由度的功能，留下或多或少的空間來執(zhí)行具有不同振幅的振動；其中螺母14充當運動的檔塊，且螺柱負責將螺母14固定在主體I上，在夾盤2和螺母14之間所包含的空間能夠被改變。
[0057]主體I優(yōu)選地在其外表面上具有雕刻劃線塊，隨時指示振幅，并且在將螺母14作為基準修改所需振幅的情況下，便于調節(jié)，如可在圖1、2、3和4中看到的。
[0058]根據(jù)氣動機構的尺寸、所使用的刀具、待鉆孔的材料等，本發(fā)明的振動的類型被考慮為低頻振動(在O和5000Hz之間)，振動的振幅能夠借助于軸向移動振幅調節(jié)器7被調節(jié)，如上面所指示的，使設備適應加工本身的需要。
[0059]另一方面，第一減震擋塊10和第二減震擋塊11 (優(yōu)選為橡膠擋塊)被布置在主體I內部，用于最小化在可移動零件2和主體I之間的碰撞沖擊，其中一個橡膠擋塊通過固定裝置18錨定到可移動零件2的第一零件19 (固定裝置優(yōu)選地是兩個螺栓)，且另一橡膠擋塊優(yōu)選地通過另外兩個螺栓錨定到可移動零件2的第二零件20。
[0060]這兩個橡膠擋塊整體地隨著可移動零件2移動，其中所述可移動零件2在一側上與主體的內表面鄰接，且在另一側上與振幅調整器7的內表面鄰接，其限定了在橡膠擋塊和振幅調整器7之間的間隙。
[0061]相應地，在錨定圓錐體和具有空氣入口的單獨零件之間具有密封元件15，優(yōu)選地是充當氣塞的環(huán)形接頭，使得它將進入的空氣引導到氣動機構3，如可在圖2、3和4中看到的。
[0062]總的來說，借助于本文描述的解釋，通過氣動機構，有可能獲得可耦合到機器的刀架設備，鉆孔刀具被錨定在其中，并在它向前移動時能夠得到后者的振動運動，其中空氣通過耦合到機器或設備而進入，并引起活塞的運動，該活塞負責給刀具提供相對于支架的受控線性運動的軸向振動運動,如可在圖1、2和3中的視圖中看到。
【權利要求】
1.一種刀架設備，所述刀架設備能夠被耦合到使所述刀架設備旋轉的機器上，所述刀架設備包括用于固定刀具(24)的固定裝置(4)，其特征在于，所述刀架設備還包括氣動機構(3)和能夠在軸向方向上移動的可移動零件(2)，其中所述氣動機構(3)能夠使所述可移動零件(2)進行軸向振動運動，且所述固定裝置(4)耦合到所述可移動零件(2)。
2.如權利要求1所述的刀架設備，其中所述氣動機構(3)包括在至少兩個方向上執(zhí)行線性運動的氣動活塞(6)。
3.如前述權利要求中的任一項所述的刀架設備，其中所述可移動零件(2)包括室(21)，其容納所述氣動活塞￠)，使得它可在所述室(21)內部軸向地滑動；以及包括傳導裝置(8，23)，其允許將壓縮空氣傳送到內部導管(22)，所述內部導管(22)橫貫所述活塞(6)并在所述氣動活塞(3)的軸向相對的端面上通入所述室(21)。
4.如前述權利要求中的任一項所述的刀架設備，還包括主體(I)，所述主體(I)包括允許將所述刀架設備耦合到所述機器的錨定元件(5)和殼體，所述可移動零件(2)能夠在所述殼體內軸向移動，且所述主體(I)包括使所述機器的壓縮空氣供應源與所述傳導裝置(8，23)連通的導管。
5.如前述權利要求中的任一項所述的刀架設備，還包括調整器(7)，其允許改變所述可移動零件(2)的軸向運動的振幅。
6.如權利要求5所述的刀架設備，其中所述調整器(7)包括螺母(14)，所述螺母(14)被耦合在所述主體(I)上，在與所述軸向方向一致的第一方向上閉合所述殼體以充當所述可移動零件(2)在所述第一方向上的運動的擋塊，而所述主體(I)在與所述軸向方向一致的第二方向上閉合所述殼體并充當運動的擋塊，且所述螺母(14)能夠通過改變所述殼體的軸向長度來改變它在所述軸向方向上的位置。
7.如權利要求5或6所述的刀架設備，其中所述調整器(7)包括調節(jié)裝置(13)，其將所述螺母(14)錨定到所述刀架設備的所述可移動零件(2)以固定所述螺母(14)的位置。
8.如權利要求4到7中的任一項所述的刀架設備，還包括容納在所述殼體內部的第一減震擋塊，以便吸收所述可移動零件(2)與所述主體(I)的碰撞沖擊。
9.如權利要求5到8中的任一項所述的刀架設備，還包括在所述調整器中的第二減震擋塊(11)，以便吸收所述可移動零件(2)與所述調整器(7)的碰撞沖擊。
10.如權利要求4到9中的任一項所述的刀架設備，還包括將所述可移動零件(2)附接到所述主體(I)的附接裝置(9)。
11.如前述權利要求中的任一項所述的刀架設備，其中所述氣動機構(3)包括返回裝置(12)。
12.如權利要求4到11中的任一項所述的刀架設備，還包括在所述主體(I)和所述可移動零件(2)之間的密封元件(15)。
13.如權利要求4到12中的任一項所述的刀架設備，還包括用于在所述可移動零件(2)和所述主體(I)之間的軸向引導的減摩元件(16)。
14.如權利要求4到13中的任一項所述的刀架設備，其中固定零件(I)具有在其表面上制造的靜音通孔(17)，所述靜音通孔(17)允許空氣退出所述設備。
【文檔編號】B23B47/34GK104271294SQ201280072806
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年4月3日 優(yōu)先權日:2012年4月3日
【發(fā)明者】切奧明·奧斯特拉貝爾達雷恩, 艾尚·里韋羅拉斯特雷羅, 赫爾曼·羅德里格斯卡納斯 申請人:技術研究與創(chuàng)新基金會