Инструмент, станок и способ механической обработки заготовки - RU2015151033A
Код документа: RU2015151033A
Формула
1. Инструмент (20), содержащий:
станочное крепление на стороне станка (21) для крепления инструмента к станку (1) для передачи вращательного движения (27) инструменту вокруг оси вращения (29) и перемещения (26) инструмента относительно заготовки, инструментальная головка (22) на стороне заготовки, имеющая одну или более режущих кромок для механической обработки заготовки, в котором диаметр инструментальной головки превышает 20 мм и в котором режущие кромки инструмента могут размещаться таким образом, чтобы проходить над поверхностью, лежащей перпендикулярно оси вращения, узел вибрации (23), выполненный с возможностью передавать вращательную вибрацию (28) инструментальной головке вокруг оси вращения, устройство приема питания (24) для беспроводного приема питания и подачи электрического питания на узел вибрации.
2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что устройство приема питания (24) содержит катушку, размещенную в магнитном поле, при этом катушка прямым или непрямым образом соединена с одним или более вибрационным приводом (23) узла вибрации.
3. Инструмент по п. 2, отличающийся тем, что катушка выполнена в форме кольца и располагается концентрически по отношению к оси вращения (29) и выполнена с возможностью совместной работы со стационарной катушкой, обращенной к ней в осевом направлении.
4. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что движение перемещения (26) проходит перпендикулярно оси вращения (29).
5. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что часть инструментальной головки, взаимодействующая с заготовкой, имеет диаметр свыше 15 мм, или свыше 20 мм, или свыше 25 мм, и/или имеет диаметр меньше 150 мм, или меньше 100 мм, или меньше 80 мм.
6. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что узел вибрации (23) содержит один или более пьезоэлементов (41).
7. Инструмент по п. 1, имеющий удлиненную вибрационную часть (31-34), пролегающую вдоль оси вращения (29) и содержащую
(i) узел вибрации (23) на ведомом конце (31),
(ii) инструментальную головку (22) на ведущем конце (32) и
(iii) промежуточную часть (33, 34) между двумя концами,
отличающийся тем, что промежуточная часть (33, 34) жестко закреплена на станочном креплении (21).
8. Инструмент по п. 7, отличающийся тем, что соединение между промежуточной частью и станочным креплением содержит трубчатую конструкцию (35) которая
(i) окружает ведомый конец (31),
(ii) один конец которой крепится к промежуточной части (33, 34), и
(ii) второй конец которой крепится к станочному креплению (21).
9. Инструмент по п. 7, отличающийся тем, что ведомый конец содержит один или более вибрационных приводов (41, 42) для поступательной вибрации и установленный эксцентрично относительно оси вращения, а их оси вибрации направлены к периферии относительно оси вращения (29).
10. Инструмент по п. 6 или 9, отличающийся тем, что один конец пьезоэлемента (41) крепится к поверхности крепления на ведомом конце (31), а другой конец - свободен или сопряжен с элементом противовеса (42).
11. Инструмент по п. 7, отличающийся тем, что конфигурация и работа могут быть выполнены таким образом, чтобы
(i) частота вибрации равнялась торсионной резонансной частоте вибрационной части (31-34) или была ей кратной,
(ii) ведомый конец и/или ведущий конец были в пределах ±20% или ±10% или ±5% резонансной длины волны вокруг вибрационной пучности (42).
12. Инструмент по п. 7, отличающийся тем, что конфигурация и работа могут быть выполнены таким образом, чтобы
(i) частота вибрации равнялась торсионной резонансной частоте вибрационной части или была ей кратной,
(ii) промежуточная часть и, в частности, ее соединительная часть, направленная в сторону соединения была в пределах ±20% или ±10% или ±5% резонансной длины волны вокруг вибрационной узловой точки (41, 43).
13. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что амплитуда вибрации в периферийном направлении на внешнем диаметре инструмента превышает 0,5 мкм, или превышает 1 мкм, или превышает 2 мкм.
14. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что частота вибрации превышает 5 кГц или превышает 10 кГц или превышает 15 кГц или ниже 100 кГц или ниже 80 кГц или ниже 60 кГц.
15. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что скорость вращения инструмента превышает 500 об/мин или превышает 1000 об/мин или превышает 2000 об/мин или ниже 30000 об/мин или ниже 24000 об/мин или ниже 20000 об/мин.
16. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что инструментальная головка (22) содержит одну или более отдельных съемных режущих пластин (25).
17. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что станочное крепление (21) содержит стандартную соединительную часть, в частности, соединительный конус или оправку HSK.
18. Станок (1), содержащий станину (10), установленный на ней стол крепления заготовки (11) для удержания заготовки (2), шпиндель инструмента (12), установленный на станине для приема инструмента (20) по одному из предыдущих пунктов, устройство подачи питания (17) для беспроводной подачи питания на устройство приема питания (24) инструмента, и контроллер (16), выполненный с возможностью управления станком, оборудованным инструментом, в частности, шпинделем и устройством подачи питания.
19. Способ механической обработки заготовки, содержащий шаги по обеспечению инструмента с эффективным диаметром свыше 20 мм,
вращению инструмента вокруг оси вращения,
передачи торсионной вибрации на инструмент,
перемещению инструмента относительно заготовки.
