[发明专利]刀架设备

说明书

发明目的

本发明应用于零件的加工操作特别是钻孔操作的领域中，并涉及一种刀架设备，可借助于用于锚定的已加工轴或圆锥体而被耦合到机器或设备。

更具体地，本发明所提出的对象允许产生相对于所述机器的线性运动的轴向振动运动，并且随旋转将它传输到刀具。

发明背景

今天，在机器加工的范围内，钻孔和深钻孔加工是在工业的各种行业中非常重要的加工操作，且尽管它是老技术，但是新材料、刀具、润滑剂、机器、控制装置等的出现打开了非常广泛的研究领域以满足生产率和市场的环境法规的要求。

当前的钻孔问题与生产率和有待得到的表面和/或尺寸质量关联。

诸如在可延展材料上钻孔时产生长的和损伤的碎片以及出现不希望有的振动之类的典型的问题，是在工业部件的高生产率加工中有待提高的现象的例子，因为它们涉及停工事件的增加，进一步导致由于有缺陷的零件的制造而产生的损失和甚至机器损坏，因此在航空材料的钻孔中，消除分层、减少毛刺、降低切割温度和提高粗糙度是该行业的公司极大感兴趣的目标。

在制造过程例如机器加工、焊接或成型期间施加振动是在用于解决与常规制造方法有关的问题的研究和工业中相对常见的做法。

在钻孔的范围内，施加相对于线性运动的轴向振动运动允许减少前述问题，因为它可减少执行操作所需的能量，增加生产率，便于使碎片破裂，延长刀具的寿命，改善表面和内部质量并允许不适合于按照常规方法处理的工作材料。

当前存在允许实现这个过程的发明创造，其被称为振动辅助钻孔。

所述发明创造可根据振动可被施加的位置而被分类：首先是在不旋转的刀具中获得振动的设备，其次是使待穿孔的零件或测试件振动的设备，且最后是刀具同时旋转和振动的设备——本发明被包括在该类设备中。

最后一类刀架包括文件US 6234728(B1)，其包括：具有用于耦合到机器的支持架的钻孔刀具的安装附件；固定刀具的刀架，该刀具借助于轴向导向装置相对于支架前后移动，并与刀架一起整体地旋转，且它由在轴向方向上的悬挂装置构成，以在刀架中产生从支架相对于工件的受控移位所产生的轴向振动运动。

待控制的两个因素——频率和振幅——根本地干扰在钻孔期间的振动的施加。在刀具顶端处的振动的参数根据刀具、材料和待钻出的孔的类型而改变，所以需要能够修改振动的频率和振幅。

所述振动在刀具的轴向方向上施加，遵循正弦模式且振幅大于切割边缘进给，其中断切割。碎片平均厚度的值通过改变切割的频率和振幅来增加或降低，所以必须能够根据每种钻孔的需要来修改它。

此外，在一些材料例如复合材料的钻孔中，振动的振幅值是待控制的重要参数，因为由于可能的纤维分层，在孔的出口处需要不很高的振幅。

另一方面，在钻孔操作中执行其它操作非常普遍，例如将孔扩成埋头孔，为此不必要施加振动。

根据US 6234728(B1)的发明创造存在刀架通过在刀具和待钻孔的工件之间的接触而产生振动的问题，所以对每种情况给出频率和振动参数，而不能选择修改所述参数。

此外，在执行不需要振动的任何类型的操作的情况下，例如将孔扩成埋头孔时，所述刀架将不是适当的，且将必须更换另一个以执行没有振动的操作。

本发明基于该问题提供一种刀架，其被设计成施加低频振动，其中振动的特征例如振幅可根据钻孔需要来改变，并且能够选择振动而不需要在刀具顶端处不振动的操作中改变刀架。

发明内容

本发明涉及克服上面指出的缺点的刀架设备，它具有可借助于锚定圆锥体和气动机构来耦合到机器的主体，该气动机构允许相对于机器的受控线性运动产生刀具轴向振动运动，且其中能够控制振动的振幅。

对于不适合以振动状态工作的情况，也能够使振动状态失效，而不需要改变刀架，所以相同的刀架设备可用于执行不同的操作。

该刀架设备可特别地耦合到能够使刀架设备旋转(相对于刀具的轴向方向)的机器，并包括用于固定刀具的固定装置。该刀架设备包括可在轴向方向上移动的可移动零件和气动机构，其中所述气动机构可引起可移动零件的轴向振动运动，且其中该固定装置耦合到该可移动零件。该可移动零件的轴向振动运动因此被传输到刀具。

设想有以下的可能性：该气动机构包括在轴向的两个方向上执行线性运动以用简单的方式产生振动的气动活塞。