[发明专利]轴向加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于轴向加工的装置，例如钻孔、镗孔和铣削，本发明尤其涉及紧凑型装置，该装置将用于提供前行和横进给移动的部件纳入例如钻头的工具中。

背景技术

归于SETI TEC名下的专利申请FR2881366描述了一种钻孔装置，该钻孔装置包括：驱动齿轮，其用于驱动刀头架轴(bit-carrier spindle)旋转；和借助螺纹连接而连接到该钻头架轴的行进齿轮。

在图1中示出了类似的装置。该图中的附图标记与在下文所用的表示相同或者相似的部件的那些附图标记相同。

从以下公开文献也已知振动式钻孔装置：WO2008/000935A1，DE102005002462B4，US 7510024B2，FR 2907695，和US2007/209813。

振动辅助设备有助于打碎切屑并通过消除堵塞风险来提高钻孔的质量以延长工具的寿命并且使所述方法更可靠。

在公开文献FR2907695、US7510024和US2007/209813中，通过凸轮产生振动，而没有使用滚动部件。这引起在凸轮上产生摩擦，由此产生热和噪声。此外，并不是总能获得用于良好粉碎切屑的最佳振动频率，这是因为该频率为前进齿轮和轴或者外壳之间的旋转速度差值的整数倍，该差值直接与凸轮的振动次数有关。

在专利DE102005/002462中，一弹簧在滚动轴承上施加回弹力，该滚动轴承包括滚道，该滚道在钻头的行进方向上为波纹式，以产生轴向振动。如果在钻头上为高的轴向压力，则滚动部件可以停止在波纹式滚道上滚动并且该钻头可以停止振动。为了避免该缺点，该弹簧必须为非常刚性的，这可以导致该轴承超尺寸。这引起成本和尺寸增加。

此外，所述装置安装到所述轴的端部，在所述行进系统下方，由此增加整体尺寸并且导致更加复杂化。

需要进一步改善钻孔装置，尤其是用于加工例如机身和机翼的大尺寸航空工件的的钻孔装置。

发明内容

因此，本发明提供了一种轴向加工装置，该装置包括在壳体中可旋转的刀架轴，该壳体装有传输系统，该传输系统使所述刀架轴在刀架轴被驱动旋转的作用下相对于壳体自动行进，该传输系统包括拧到所述轴上的行进齿轮。

所述装置包括弹性复位部件，该弹性复位部件沿着优选地与所述轴的行进方向(即加工期间轴的移动方向)相反的第一轴向方向推动所述行进齿轮。所述装置包括第一滚动轴承，该第一滚动轴承具有滚动部件，所述滚动部件在具有波纹式轴向部分的波纹式滚道上滚动，由此周期性地使行进齿轮在与所述第一轴向方向相反的第二方向上移动，使得所述轴的旋转伴随有轴向振动运动。

本发明的装置是紧凑型的，因为用于产生振动运动的部件整合在壳体内部。摩擦因为滚动部件而大大降低。

此外，本发明可以产生以与旋转齿轮的转速相关的频率的轴向振动，因此能够使每转的振动次数保持恒定而与行进装置无关。在本发明的变型中，第一轴承直接靠在行进齿轮上，以及轴向振动频率随之直接与旋转齿轮的转速相关，而不直接与刀架轴的转速相关，该特定优势丧失，然而保留了其他优点。

复位部件沿着与该轴的行进方向相反的方向推动所述行进齿轮是有利的。这使得可以使用第一滚动轴承沿该轴的行进方向施加轴向力。因此，即使钻头在轴向上超负荷，该钻头继续承受振动运动。此外，所述复位部件和第一滚动轴承的尺寸不需要过大。因此，所述装置仍易于整合到容纳轴传输和行进系统的壳体中。

有利地，由于辊能够比滚珠承受更大的力，故该第一滚动轴承具有辊。

波纹式滚道与比如行星齿轮的滚动部件配合，所述滚动部件充当减速器并且降低每转的振动次数。因此，通过行星齿轮，第一轴承有助于减小摩擦并且降低振动运动。

所述波纹式滚道可以构造成，所述刀架轴每转一周，所述波纹式滚道产生非整数或者甚至为无理数的振动周期数。所述刀架轴每转一周，振动周期数例如可以在1到3之间(不包括端点值)并且尤其等于约1.5或者约2.5。每转一周，该波纹式滚道可具有奇数个波纹，例如正弦波波纹。例如，在滚动部件旋转的情况下，该轴每转一周，在该波纹式滚道上的三个波纹可产生约个振动。非整数使得在钻孔期间可以避免切削刃遵循平行路径，由此提高切屑被粉碎的效率。

所述刀架轴每转一周，所述波纹式滚道优选地产生所述非整数且无理数个振动周期。

第一滚动轴承可具有平坦环和波纹式环，并且在平坦环和波纹式环之间具有滚动部件，这些环为静止的或者在所述装置内可移动的。该波纹式环限定所述波纹式滚道。

在平坦环和波纹式环之间的滚动部件的数目等于所述波纹式环的波纹的数目。