CN101282805A - 穿孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及穿孔装置,其包括切削工具(10)、切削工具(10)旋转驱动装置(11)和切削工具(10)平移驱动装置(12、14),在所述切削工具(10)旋转期间,旋转速度和平移速度之比是可变的。所述穿孔装置包括能使所述切削工具旋转驱动装置(11)和所述切削工具平移驱动装置(12、14)同步的齿轮系统(16,17;18,19)。旋转连接至所述切削工具(10)旋转驱动装置(11)的所述齿轮系统的主动齿轮(16;18)与所述切削工具平移驱动装置的传动齿轮(17;19)之间的速度比,在所述切削工具(10)旋转期间逆变至少一次。本发明用于使形成的切屑碎开。
Description
技术领域
本发明涉及穿孔装置。
本发明通常涉及穿孔领域,尤其包括穿孔技术但也包括铣削技术的穿孔领域。
通常,本发明涉及具有旋转切削工具例如钻孔器的穿孔装置。
背景技术
在所述类型的穿孔技术中,所获得结果的质量取决于多个参数,尤其是穿孔时产生的切屑的良好清除。事实上,如果不能有效进行这种清除,且部分切屑滞留原处,这些切屑将因此被切削工具的旋转带动,并由此损坏所穿出的孔洞的几何形状或表面状况。
特别是,当穿孔装置包括一方面被驱动旋转、而另一方面被驱动平移的切削工具时,切削工具伴随穿孔作业的规律走刀将引起难以被清除的长形切屑的产生。
文献US 5 342 152描述了包括切削工具的装置,所述切削工具被驱动旋转和平移,且沿旋转轴摆动,从而使切屑厚度和所述切屑剖面发生变化。
在所述切削工具旋转期间,切削工具的平移速度和旋转速度之比是可变的。
因此,通过在工具旋转期间改变平移速度和旋转速度之比,所形成的切屑厚度会得到调整,从而使得到的切屑变得易碎。
所述不规则的切屑因此更易被清除,尤其通过使这些切屑破碎进行清除。
发明内容
本发明的目的在于提出穿孔装置,其使用精确而可靠的部件能保证充分清除切屑。
为此,本发明的目的在于提出穿孔装置,其包括切削工具、切削工具旋转驱动装置和切削工具平移驱动装置,在所述切削工具旋转期间,旋转速度和平移速度之比是可变的。
按照本发明,所述穿孔装置包括能使所述切削工具旋转驱动装置和所述切削工具平移驱动装置同步的齿轮系统;并且,旋转连接至所述切削工具旋转驱动装置的所述齿轮系统的主动齿轮与所述切削工具平移驱动装置的传动齿轮之间的速度比,在所述切削工具旋转期间逆变至少一次。
可以通过直接干预所述切削工具的齿轮系统的齿轮,来阶段性改变和消除切削工具的平移速度。
按照本发明的特征,在所述切削工具的至多旋转中,所述切削工具的旋转速度或平移速度是可变的。
由此避免更难以被清除的螺旋形切屑的形成。
实际上,在所述切削工具旋转期间,所述切削工具的平移速度至少一次为零。
这样在工具前进期间所形成的切屑在工具旋转期间,由于切削工具的逐步前进而被分割。
长度小的切屑碎片因此更容易被清除。
实际上,所述切削工具平移驱动装置包括:螺纹主轴,其与所述切削工具旋转驱动装置旋转相连;以及带螺纹的齿轮,其安装在所述螺纹主轴上,连接至所述螺纹主轴的输入齿轮与所述带螺纹的齿轮之间的速度比在所述输入齿轮旋转期间逆变至少一次。
附图说明
本发明的其它特征和优点将在以下描述中更清晰地体现。
在以非局限性举例方式给出的附图中:
-图1是示出按照本发明的一实施方式的穿孔装置的示意图;
-图2是按照第一实施方式的在图1的穿孔装置中使用的齿轮系统在连续三个位置的示意图;
-图3是示出图2的齿轮系统的齿轮的相对速度的曲线;且
-图4A和4B是按照本发明第二实施方式的在图1的穿孔装置中使用的齿轮系统在两位置的示意图。
具体实施方式
参考图1,首先将描述按照本发明一实施方式的穿孔装置。
穿孔装置包括旋转工具10,例如钻孔器或铣刀,所述旋转工具能在板材中进行穿孔或铣削。
切削工具10围绕轴线A旋转安装。
为此,穿孔装置包括能驱动切削工具10沿轴线A旋转的马达11。
螺纹主轴12安装成在旋转轴线A上旋转连接。马达11因此同时驱动切削工具10和螺纹主轴12旋转。
切削工具10还能平移。为此,传动箱13在该实施方式中能实现向安装在螺纹主轴12上的带螺纹的齿轮14传输马达11的输出旋转运动。
所述带螺纹的齿轮14被阻止相对于轴线A进行平移,从而带螺纹的齿轮14和螺纹主轴12的相对旋转能使所述螺纹主轴12沿轴线A平移。
鉴于此,为了获得切削工具10的前进运动,螺纹主轴12和带螺纹的齿轮14必须以不同的速度旋转。
在非局限性举例中,如果螺纹主轴12和带螺纹的齿轮14分别具有为1mm的右旋螺距,且如果螺纹主轴12以1000t/mn的速度被驱动向右旋转,而带螺纹的齿轮14也通过传动箱13以900t/mn的旋转速度被驱动旋转,则螺纹主轴将沿轴线A以为1mm螺距的100倍的值、也就是100mm/mn的速度移动。
该平移速度相应于切削工具10每次旋转达0.1mm的走刀。
如果切削工具10的该平移速度在工具旋转期间是规律的,则所形成的切屑会具有规则的厚度和较大长度,从而使这些切屑难以被清除。
为了改进所述缺点,可考虑改变切削工具10在该工具10旋转期间的平移速度或者旋转速度,以便形成不规则的更易被清除的切屑。
在该实施方式中,切削工具、也就是螺纹主轴12沿轴线A的平移速度由于传动箱13处的改变而被改变。
实际上,传动箱能将马达11的输出旋转运动在输入齿轮15处一直传输到带螺纹的齿轮14,从而使带螺纹的齿轮14的旋转速度相对于螺纹主轴12的旋转速度实现调节。
例如图2所示的齿轮系统可以被设置在传动箱13处,以使输入齿轮15的运动与带螺纹的齿轮14的旋转运动同步。
在图2所示的所述实施方式中,齿轮系统包括两齿轮16、17。这些齿轮16、17例如可以具有相同的直径,且在它们的周边具有一系列齿,这些齿在各齿轮16、17的周边上呈规则地分布。
输入齿轮15例如啮合于驱动所述齿轮17的主动齿轮16,所述齿轮17通过一个或多个回动齿轮向带螺纹的齿轮14传输其运动。
所述齿轮16、17以相对它们各自的旋转轴16’、17’偏离的方式安装。它们相对旋转轴16’、17’偏离相同的值,且所述旋转轴16’、17’之间的距离D在齿轮16、17旋转期间保持恒定。
因此,例如把齿轮16看作主动齿轮,则被驱动齿轮17的轴17’处的旋转速度在主动齿轮16的旋转期间发生变化。
]正如图3所示,在第一位置P1,被驱动齿轮17的速度V2大于主动齿轮16的速度V1。当齿轮16、17在位置P2上时,也就是当其啮合点离齿轮16、17的旋转轴16’、17’等距离时,齿轮17的速度V2为了变成与主动齿轮16的速度V1相等而减小。
随后,在位置P3,被驱动齿轮17的速度V2小于主动齿轮16的速度V1,直到这两个齿轮重新处在位置P2上。
因此,当这样的齿轮系统在输入齿轮15和带螺纹的齿轮14之间被设置在传动箱13处时,连接到螺纹主轴12的主动齿轮15与带螺纹的齿轮14之间的速度比在输入齿轮15的旋转期间逆变至少一次,且这里是逆变两次。
实际上,当速度V1和V2在齿轮16、17的位置P2相同时,螺纹主轴12与带螺纹的齿轮14的旋转速度相等,从而使沿螺纹主轴12的、因此沿切削工具10的轴线A的平移速度为零。
按照带螺纹的齿轮14在螺纹主轴12上的安装类型,在切削工具10的每次旋转期间,平移方向可以相反。
在非局限性举例中,切削工具10可以每次旋转后退0.10mm和前进0.15mm。
因此通过在所述切削工具旋转期间至少一次消除切削工具10的平移速度,就可分割形成的切屑,从而方便清除切屑。
当然,在传动箱13的齿轮系统处能使切削工具10在其旋转期间改变其平移速度的实施方式绝非局限性的。
已经在图4A和图4B中示出第二实施方式,其还能调节切削工具10的平移速度。
如图4A和4B所示,齿轮系统包括两个直径相同的齿轮18、19。齿轮之一,这里为被驱动齿轮19,具有渐进组件,也就是它包括以非规律的间隔设置在其周边上的齿。
在该实施方式中,第一齿轮18包括预设数量的齿,此处为十二个齿,它们沿规律的间距被分布在第一齿轮的周边上。第二齿轮19包括同样数量的齿,但这些齿以非规律的间距被分布在其周边上。在该实施方式中,五个齿分布在第二齿轮19的半周边上,而七个齿分布在第二齿轮19的另一半周边上。
当然,这些齿在第二齿轮19上的这种不规律分布可以不同,而第二齿轮19依然可以被第一齿轮18驱动。
因此,在如图4A所示的位置中,当第一齿轮18被驱动旋转时,第二齿轮19的轴19’处的速度大于第一主动齿轮18的轴18’处的旋转速度。
相反,在如图4B所示的位置,第二齿轮19的轴19’的输出旋转速度小于第一齿轮18的轴18’处的旋转速度。
设置在如图1所示的装置的传动部位处的所述齿轮系统,还能在切削工具10旋转期间,至少一次、此处是两次消除切削工具10的平移速度。
当然,本发明并不只局限于上述描述的实施例,且在不超出本发明的范围下,可以对这些实施举例进行多种修改。
同样,如图1所示的实施方式并非局限性的,可以使用其它类型的切削工具平移驱动装置,例如通过将工具和这些旋转装置的组件安装在平移安装的滑架上。
还可能涉及滑架平移驱动装置,其能在所述工具的旋转期间改变切削工具的平移速度。
此外,在切削工具旋转期间,切削工具的平移速度可以保持恒定,仅有旋转速度发生改变。
Claims (7)
1.穿孔装置,其包括切削工具(10)、切削工具(10)旋转驱动装置(11)和切削工具(10)平移驱动装置(12、14),在所述切削工具(10)旋转期间,旋转速度和平移速度之比是可变的,
其特征在于,所述穿孔装置包括能使所述切削工具旋转驱动装置(11)和所述切削工具平移驱动装置(12、14)同步的齿轮系统(16,17;18,19);并且,旋转连接至所述切削工具(10)旋转驱动装置(11)的所述齿轮系统的主动齿轮(16;18)与所述切削工具平移驱动装置的传动齿轮(17;19)之间的速度比,在所述切削工具(10)旋转期间逆变至少一次。
2.按照权利要求1所述的穿孔装置,其特征在于,在所述切削工具(10)的至多旋转中,所述切削工具(10)的旋转速度是可变的。
3.按照权利要求1或2所述的穿孔装置,其特征在于,在所述切削工具(10)的至多旋转中,所述切削工具(10)的平移速度是可变的。
4.按照权利要求3所述的穿孔装置,其特征在于,在所述切削工具(10)旋转期间,所述切削工具(10)的平移速度至少一次为零。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的穿孔装置,其特征在于,所述切削工具平移驱动装置包括:螺纹主轴(12),其与所述切削工具(10)旋转驱动装置(11)旋转相连;以及带螺纹的齿轮(14),其安装在所述螺纹主轴(12)上,连接至所述螺纹主轴(12)的输入齿轮(15)与所述带螺纹的齿轮(14)之间的速度比在所述输入齿轮(15)旋转期间逆变至少一次。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的穿孔装置,其特征在于,所述齿轮系统包括直径相同的两齿轮(16、17),并且这两齿轮相对于它们各自的旋转轴(16’、17’)偏离相同的值,这些旋转轴(16’、17’)之间的距离(D)在这些齿轮(16、17)旋转期间保持恒定。
7.按照权利要求1至5中任一项所述的穿孔装置,其特征在于,所述齿轮系统包括直径相同的两齿轮(18、19)即:第一齿轮(18),其具有预设数量的沿规律间距分布的齿;和第二齿轮(19),其具有相同预设数量的齿,但这些齿按非规律的间距分布。
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