CN115697597A - 用于内部车削的非旋转镗孔刀具及包括这种镗孔刀具的镗孔布置 - Google Patents

Abstract

一种用于内部车削的非旋转镗孔刀具，包括：‑镗孔杆(2)，包括伸长主体(6)；‑切削元件(5)，具有前刀面(30)、后刀面(32)和切削刃(33)；以及‑电控振动致动器(8)，用于所述镗孔杆的主动振动阻尼。当在垂直于伸长主体的纵向轴线(7)并在径向最外点(39)与所述切削刃相交的横截面中看时，直的且假想的第一基准线L1和第二基准线L2在所述径向最外点与所述切削刃相交，其中，·第一基准线L1在所述切削元件的外侧上相对于所述后刀面(32)以6°的角度延伸，并且·第二基准线L2相对于第一基准线L1以10°至40°的角度在所述前刀面(30)与所述后刀面(32)之间延伸。所述致动器被布置成其工作轴线(10)与第二基准线L2平行地延伸。

Description

用于内部车削的非旋转镗孔刀具及包括这种镗孔刀具的镗孔 布置

技术领域和背景技术

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于内部车削的非旋转镗孔刀具。本发明还涉及包括这种镗孔刀具的镗孔布置。

包括悬臂式镗孔杆(该悬臂式镗孔杆在其自由端具有切削元件)的镗孔刀具可以用于对金属材料的旋转工件执行内部车削操作。内部车削操作对位于工件上的某种孔中的工件的内表面进行加工，其中，在加工孔的内表面的同时，镗孔杆逐渐向越来越深地移动到工件中的孔中。例如，为了扩大工件中的现有的孔或使这种孔的内表面光滑，可以执行内部车削操作。在内部车削操作期间，切削元件经受来自旋转工件的切削力，该切削力包括沿垂直于工件的旋转轴线延伸并与旋转轴线和切削元件与工件之间的接触点相交的线定向的径向力，以及垂直于径向力并在切削元件与工件之间的接触点处沿着工件表面的切向方向定向的切向力。这些相互垂直的切削力将在镗孔杆中引起振动，这进而可能导致噪音、工件的表面光洁度受损、刀具断裂和其它不期望的效果。

为了减少在工件加工期间切削力对镗孔杆的外端处的切削元件造成的镗孔杆振动，已经研制了不同类型的主动阻尼系统。这种主动阻尼系统可以包括用于感测镗孔杆的振动的至少一个振动传感器以及用于在镗孔杆中生成振动力的至少一个电控振动致动器，其中，振动致动器由电子控制单元根据来自一个或多个振动传感器的测量信号进行控制，以便在镗孔杆中引入反振动，该反振动将干扰并因此抵消由切削力在镗孔杆中引起的振动。

在US 5 170 103 A中公开了上文提及的类型的主动阻尼系统，其中，振动致动器被容纳在镗孔杆内部的腔体中。

发明目的

本发明的目的是提供一种具有新的有利设计的上文提及类型的非旋转镗孔刀具。

发明内容

根据本发明，所述目的借助于具有权利要求1中限定的特征的非旋转镗孔刀具来实现。

根据本发明的非旋转镗孔刀具将用于内部车削，并且包括：

-镗孔杆，该镗孔杆包括伸长主体，该伸长主体被构造用于附接到金属切削机的支撑结构，该伸长主体具有后端和相对的前端；以及

-刀具部分，该刀具部分设置有切削元件，其中，该刀具部分可拆卸地附接到该伸长主体的前端或与该伸长主体的前端一体形成，该切削元件包括前刀面、后刀面和形成在前刀面与后刀面之间的相交处的切削刃。

为了使本发明的镗孔刀具能够以适当的方式被限定，在垂直于上文提及的伸长主体的纵向轴线并在切削刃上的径向最外点与切削刃相交的横截面中定义了以下假想基准线：

-直的且假想的第一基准线L1，其在径向最外点与切削刃相交，并且在切削元件的外侧上相对于后刀面以6°的角度延伸，以及

-直的且假想的第二基准线L2，其在径向最外点与切削刃相交，并且相对于第一基准线L1以10°至40°的角度在前刀面与后刀面之间延伸。优选地是，第二基准线L2相对于第一基准线L1以10°至30°的角度在前刀面与后刀面之间延伸。

镗孔杆包括电控振动致动器(在下文中称为第一致动器)，以用于镗孔杆的主动振动阻尼，并且被构造用以生成与致动器的工作轴线平行或基本平行的振动力，其中，该致动器是具有一个单个工作轴线的单轴线致动器并且被布置在伸长主体中，其工作轴线与上文提及的第二基准线L2平行地或基本平行地延伸。

将用于内部车削的非旋转镗孔刀具的切削元件的后角通常为6°或接近6°，这意味着切削元件上的上文提及的切向切削力将基本沿上文定义的第一基准线L1定向，而切削元件上的上文提及的径向切削力将基本垂直于该第一基准线L1定向。

在内部车削期间在非旋转镗孔刀具的镗孔杆中引起的振动主要由切削元件上的上文提及的切向切削力和径向切削力导致，其中，这些力在切削元件与工件之间的接触点(即，在切削元件的切削刃上的径向最外点)处作用于切削元件。切削元件上的切向切削力F_t和径向切削力F_r被定向在垂直于伸长主体的纵向轴线并在与切削元件和工件之间的接触点相交的平面中，即，在对应于上文限定的横截面的平面内。切削元件上的径向切削力F_r和切向切削力F_t的合力F_res(参见图7c)具有在切削刃上的径向最外点中的该合力的施加点，并将在与切向切削力和径向切削力相同的平面内(即，在对应于以上限定的横截面的平面内)在切削元件的前刀面与后刀面之间延伸。合力F_res与切向切削力F_t之间的角度并因此合力与第一基准线L1之间的角度取决于切向切削力F_t的大小与径向切削力F_r的大小之间的关系。进而，这种关系取决于切削刃的切削深度a_p和角部半径r_ε。基于本领域技术人员熟知的原理，通过简单的计算可以得出：在内部车削的正常操作条件下，切向切削力F_t的大小与径向切削力F_r的大小之间的关系使得合力F_res与切向切削力F_t之间的角度并因此合力与第一基准线L1之间的角度在10°至40°的范围内。例如，当切削深度a_p使得0.5·r_ε≤a_p≤r_ε时，切向切削力F_t与径向切削力F_r之间的关系约为2:1，这意味着合力F_res与切向切削力F_t之间的角度并因此合力与第一基准线L1之间的角度约为27°。当切削深度a_p使得2·r_ε≤a_p≤3·r_ε时，切向切削力F_t与径向切削力F_r之间的关系约为4:1，这意味着合力F_res与切向切削力F_t之间的角度并因此合力与第一基准线L1之间的角度约为14°。

第二基准线L2的定向旨在代表切削元件上的上文提及的合力的预期定向，这意味着第一致动器被布置在伸长主体中，其工作轴线与切削元件上的合力的预期定向基本平行地延伸，这进而允许该致动器有效地阻尼由切削元件上的切向切削力和径向切削力的组合效应导致的振动。利用致动器的这种布置，将可以通过使用一个单个致动器来实现对镗孔杆的有效振动阻尼。

根据本发明的实施例，第一致动器被布置在伸长主体中，使得第一致动器的中心轴线与伸长主体的纵向轴线对准或基本对准。由此，实现了第一致动器在伸长主体中的居中，这将简化在第一致动器的控制中使用的计算，从而可以实现具有以准确且快速的方式响应并阻尼镗孔杆中的振动的良好能力的阻尼系统。然而，作为替代，第一致动器可以布置成使其中心轴线与伸长主体的纵向轴线不对准。

根据本发明的另一实施例，第一致动器在其在伸长主体中的旋转位置方面是可调节的，并且/或者，所述刀具部分在其相对于伸长主体的旋转位置方面是可调节的。因此，将可以调节第一致动器相对于切削元件的角度位置，以优化阻尼特性，例如取决于切削深度a_p。

根据本发明的另一实施例，镗孔杆包括第二电控振动致动器，以用于镗孔杆的主动振动阻尼，第二致动器被构造用以生成与第二致动器的工作轴线平行或基本平行的振动力，其中，第二致动器是具有一个单个工作轴线的单轴线致动器，并且其中，第二致动器与第一致动器纵向串联地布置在伸长主体中。第二致动器将辅助第一致动器通过作用于切削元件上的切削力对镗孔杆中引起的振动进行阻尼，从而将可以改进阻尼特性。第一致动器和第二致动器优选地布置在伸长主体中，使得第一致动器的中心轴线和第二致动器的中心轴线彼此对准或基本对准。

根据本发明的另一实施例，第一致动器和第二致动器被布置成其工作轴线彼此成角度地偏移，优选地是彼此垂直，第一致动器优选地被布置在所述刀具部分与第二致动器之间。由此，不同的致动器集中于抵消相对于镗孔杆的纵向轴线的不同角度方向上的振动，这有利于实现有效的振动阻尼。

除了上文提及的第一致动器和第二致动器之外，如果期望，镗孔杆还可以包括以任何合适的方式布置在伸长主体中的一个或多个附加的振动致动器。

根据本发明的另一实施例，伸长主体包括：

-伸长的主要部分，该主要部分被构造用于附接到所述支撑结构，该主要部分具有后端和相对的前端，

-前部部分，该前部部分具有面向主要部分的前端的后端以及相对的前端，该前部部分的前端被布置用以承载所述刀具部分，以及

-至少一个阻尼模块，该至少一个阻尼模块被布置在主要部分的前端与前部部分的后端之间，并容纳所述第一致动器和所述第二致动器中的至少一个致动器。

上文提及的伸长主体的前部部分经由所述至少一个阻尼模块连接到伸长主体的主要部分，其中，所述至少一个阻尼模块构成伸长主体的长度段。因此，如在伸长主体的纵向方向上看到的那样，主要部分、所述至少一个阻尼模块和前部部分构成伸长主体的独立且接连布置的长度段。由此，通过首先将致动器安装在相关联的阻尼模块的外壳内，然后将阻尼模块固定在伸长主体的主要部分与前部部分之间，振动致动器可以一体形成在镗孔杆的伸长主体中，这将有利于镗孔杆的组装。在这种情况下，在需要的情况下，可以通过调节相关联的阻尼模块相对于伸长主体的前部部分的旋转位置来调节致动器相对于切削元件与工件之间的接触点的工作方向。此外，通过在单独的阻尼模块中容纳致动器，阻尼特性可以容易地通过修改阻尼模块来适应具体的需要，而不必改变镗孔杆的其它部分。根据具体的需要，通过改变布置在伸长主体的主要部分与前部部分之间的阻尼模块的数量，可以容易地改变镗孔杆中的致动器的数量。致动器在布置在伸长主体的主要部分与前部部分之间的单独的阻尼模块中的布置还使致动器容易地靠近伸长主体的前端定位，这对于致动器而言是有利的位置，因为它靠近生成镗孔杆的振动的切削元件。此外，使用单独的阻尼模块可以使镗孔杆的该部分更容易适应致动器的要求，以达到使阻尼块和致动器的行程最大化的目的。

然而，作为替代，镗孔杆的伸长主体可以不具有上文提及的类型的单独的阻尼模块，其中，每个致动器被容纳在伸长主体内部的腔体中。

主要部分和/或前部部分和/或所述至少一个阻尼模块有利地是柱形的，优选地是圆柱形的。

根据本发明的实施例，主要部分的外周面和所述至少一个阻尼模块的外周面彼此平齐或基本平齐。由此，镗孔杆的伸长主体可以设计成具有光滑的外周表面。

根据本发明的另一实施例，所述至少一个阻尼模块借助于拉杆被夹持在主要部分与前部部分之间，优选地是，该拉杆延伸通过所述至少一个阻尼模块中的通道。由此，一个或多个阻尼模块可以以简单且可靠的方式固定在伸长主体的主要部分与前部部分之间。每一个拉杆可以具有固定到主要部分的第一端和固定到前部部分的相对的第二端。

根据本发明的另一实施例，伸长主体包括至少两个上文提及的类型的阻尼模块，它们彼此串联地布置在主要部分的前端与前部部分的后端之间，其中，第一致动器和第二致动器被布置在这些阻尼模块中的不同的阻尼模块中。由此，第一致动器和第二致动器可以以简单的方式一体形成在镗孔杆的伸长主体中。作为替代，第一致动器和第二致动器可以被容纳在同一个阻尼模块中。所述至少两个阻尼模块有利地布置成彼此抵接。然而，作为替代，某种中间元件可以布置在所述至少两个阻尼模块之间。伸长主体的前部部分优选地布置成其后端抵接所述至少两个阻尼模块中的最前面的一个阻尼模块的前端。然而，作为替代，某种中间元件可以被布置在该前部部分与最前面的阻尼模块之间。所述至少两个阻尼模块中的最后面的一个阻尼模块优选地布置成其后端抵接伸长主体的主要部分的前端。然而，作为替代，某种中间元件可以被布置在该主要部分与最后面的阻尼模块之间。

为了便于制造伸长主体，所述至少两个阻尼模块有利地具有相同设计和尺寸。

根据本发明的镗孔刀具的其它有利特征将从下面的描述中变得明显。

本发明还涉及一种镗孔布置，该镗孔布置包括上文提及的类型的镗孔杆和电子控制单元，该电子控制单元被配置用以控制通向第一致动器的电流，以便控制该致动器中的振动力的生成。镗孔布置优选地是还包括至少一个振动传感器，该至少一个振动传感器被配置用以生成与镗孔杆的振动相关的测量信号并将该测量信号发送到电子控制单元，其中，电子控制单元被配置用以接收来自所述至少一个振动传感器的测量信号并根据来自所述至少一个振动传感器的测量信号控制通向第一致动器的电流，以便根据这些测量信号控制第一致动器中的振动力的生成。如果镗孔杆包括第二电控振动致动器，则控制单元也可以被配置用以控制通向第二致动器的电流，以便根据测量信号控制第二致动器中的振动力的生成。

所述至少一个振动传感器优选地是在其前端处安装到伸长主体，或者安装到所述刀具部分。由此，将在靠近切削元件的位置处检测到振动，这使得可以有效地抵消由作用于切削元件的切削力引起的振动。

根据本发明的镗孔布置的其它有利特征将从下面的描述中变得明显。

附图说明

参考所附附图，下文将对作为示例引用的本发明的实施例进行具体描述。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的非旋转镗孔刀具的侧视图，

图2是根据图1中的线II-II的纵向剖面图，

图3是图1的镗孔刀具的分解图，

图4是图1的镗孔刀具的另一方向的分解图，

图5是图1的镗孔刀具的前端的立体图，

图6是图1的镗孔工具的前视图，

图7a是包括从图1的镗孔刀具中的切削元件的上方的立体图，

图7b是从图7a的切削元件的下方的立体图，

图7c是图7a的切削元件的侧视图，

图8a是从替代切削元件的上方的立体图，

图8b是从图8a的切削元件的下方的立体图，

图8c是图8a的切削元件的侧视图，

图9是根据本发明的实施例的镗孔布置的概括图，

图10是根据本发明的替代实施例的镗孔布置的概括图，

图11是根据本发明的另一替代实施例的镗孔布置的概括图，

图12是根据本发明的替代实施例的非旋转镗孔刀具的侧视图，

图13是根据图12中的线XIII-XIII的纵向剖面图。

具体实施方式

在图1至图5中示出了根据本发明的实施例的非旋转镗孔刀具1。镗孔刀具1将用于在金属材料的旋转工件上执行内部车削形式的加工操作。镗孔刀具1包括镗孔杆2，该镗孔杆将被固定到金属切削机的支撑结构3(在图9至图11中非常示意地示出)，以便以悬臂方式从该支撑结构3伸出。镗孔杆2包括伸长主体6，该伸长主体被构造用于附接到金属切削机的支撑结构3。该伸长主体6具有后端6b和相对的前端6a。该伸长主体的纵向轴线7在该伸长主体的后端6b与前端6a之间延伸。

镗孔刀具1还包括设置有切削元件5的刀具部分4，其中，该刀具部分4由伸长主体6承载并在其前端6a处安装到伸长主体。作为替代，刀具部分4可以与伸长主体的前端6a一体形成，这意味着刀具部分4和伸长主体6被组合成共同部件。

镗孔杆2包括用于镗孔杆2的主动振动阻尼的电控振动致动器8。该致动器8包括可移动布置的阻尼块9，并被构造用以通过其阻尼块的移动而生成与致动器的工作轴线10平行或至少基本平行的振动力。致动器8是具有一个单个工作轴线10的单轴线致动器。

致动器8被构造用以生成振动力，以便抵消通过在旋转工件的加工期间作用于切削元件5的切削力而在镗孔杆2中引起的振动。由致动器8生成的振动力也可以用于使切削元件5间歇性地振动，以便将由切削元件5从工件上切下来的较大金属切屑打碎成碎片。

致动器8可以是电磁类型的，其中，振动力是电磁生成的。然而，也可以使用任何其它合适类型的振动致动器。

固定到刀具部分4的切削元件5可以是正的切削元件(如图7a至图7c所示)或是负的切削元件(如图8a至图8c所示)。切削元件5包括上侧的前刀面30、与前刀面30平行或基本平行地延伸的底面31以及在前刀面30与底面31之间延伸的外周的后刀面32。切削刃33形成在前刀面30与后刀面32之间的相交处。在图示示例中，切削刃33沿前刀面外周延伸整个前刀面30周围。在正的切削元件5的情况下，如图7c所示，后刀面32相对于前刀面30以锐角

延伸。在负的切削元件5的情况下，如图8c所示，后刀面32相对于前刀面30以直角延伸。

孔34在前刀面30与底面31之间延伸穿过切削元件5。切削元件5被构造成可释放地安装到刀具部分4，其中，切削元件5的底面31搁靠在刀具部分4中的、为切削元件而提供的刀座上的支撑表面35(参见图6)。切削元件5借助于螺钉形式的紧固元件36(参见图5)固定到刀具部分4中的所述刀座，该紧固元件延伸穿过切削元件5中的孔34并与刀座上的支撑表面35上的螺纹孔接合。

在图示示例中，切削元件5包括在切削元件的相对侧上的彼此相对定位的两个切削角部37。切削元件5将被固定到刀具部分4，其中，其中的一个切削角部37向外背对伸长主体6的纵向轴线7，其中，切削元件5旨在经由该面向外的切削角部37与旋转工件接触。在旋转工件的内部车削期间，如图7c和图8c所示，镗孔刀具1通常相对于工件定位成使得切削元件5上的上文提及的切向力F_t将相对于后刀面32以大约6°的角度θ指向。

直的假想第一基准线L1和第二基准线L2(参见图6)被限定在垂直于伸长主体6的纵向轴线7并在径向最外点39与切削刃33相交的横截面内。第一基准线L1在径向最外点39与切削刃33相交，并在该横截面中，在切削元件5的外侧上相对于后刀面32以6°的角度β延伸，即，该角度β是在切削元件5的外侧上测量得到的。因此，当在图7a至图7c中示出的具有6°后角的正的切削元件5被固定到刀具部分4时，如图6中所示，第一基准线L1可以垂直于切削元件的前刀面30延伸。

第二基准线L2在径向最外点39与切削刃33相交，并相对于第一基准线L1以10°至40°范围内的角度α在前刀面30与后刀面32之间延伸。

致动器8被布置在在伸长主体6中的这样的位置中：其工作轴线10与第二基准线L2平行或至少基本平行地延伸。因此，当在上文提及的横截面中看时，致动器8的工作轴线10相对于第一基准线L1形成10°至40°的角度。

致动器8优选地是被布置在伸长主体6中，使得致动器的中心轴线11与伸长主体的纵向轴线7对准或基本对准。

致动器8的工作轴线10垂直于其中心轴线11延伸。此外，致动器8的工作轴线10在垂直于伸长主体6的纵向轴线7的横截面中延伸。

在图1至图5所示的实施例中，镗孔杆2的伸长主体6由多个单独的部分12、13、14组成，这些部分彼此连接并一起形成伸长主体6，其中，这些部分12、13、14构成伸长主体6的多个单独的长度段(即，单独的部段)。因此，如在伸长主体的纵向方向上看，这些部分12、13、14构成镗孔杆的伸长主体6的接连段。在这种情况下，伸长主体6包括伸长的主要部分12，该主要部分被构造用以附接到金属切削机的支撑结构3。该主要部分12具有后端12b和相对的前端12a。主要部分12优选地为管状，并且其将在其后端12b处附接到所述支撑结构3。在图示实施例中，主要部分12为圆柱形的，并且具有圆形的剖面形状。然而，主要部分12也可以具有任何其它合适的剖面形状，诸如例如椭圆或多边形剖面形状。

在图1至图5中示出的伸长主体6进一步包括前部部分13。该前部部分13具有面向主要部分12的前端12a的后端13b以及相对的前端13a。前部部分的前端13a被布置用以承载上文提及的刀具部分4。因此，该刀具部分4在其前端13a处附接到伸长主体的前部部分13。作为替代，刀具部分4可以与前部部分13一体形成，这意味着刀具部分4和前部部分13被组合成共同部件。在图示实施例中，前部部分13为圆柱形的，并具有圆形的剖面形状。然而，前部部分13也可以具有任何其它合适的剖面形状，诸如例如椭圆或多边形剖面形状。

在图1至图5中示出的伸长主体6还包括布置在主要部分12的前端12a与前部部分13的后端13b之间的阻尼模块14，其中，该阻尼模块14具有面向主要部分12的后端14b以及面向前部部分13的相对的前端14a。前部部分13经由阻尼模块14连接到主要部分12。在图示实施例中，阻尼模块14为圆柱形的，并具有圆形的剖面形状。然而，阻尼模块14也可以具有任何其它合适的剖面形状，诸如例如椭圆或多边形剖面形状。

阻尼模块14容纳致动器8，其中，致动器8被布置在阻尼模块的壳体15中，致动器8的阻尼块9相对于该壳体15可移动。在图示实施例中，阻尼块9能够克服布置在阻尼块9的相对侧上的复位弹簧16的作用而相对于阻尼模块14的壳体15移动。

如图1、图2和图5所示，主要部分12的外周面18和阻尼模块14的外周面19有利地彼此平齐或基本平齐。此外，前部部分13的外周面20与阻尼模块14的外周面19有利地平齐或基本平齐。

为了便于镗孔杆2的维护和修理，主要部分12、阻尼模块14和前部部分13优选地是彼此可拆卸地安装。在图示实施例中，阻尼模块14借助于拉杆22被夹持在主要部分12与前部部分13之间。每个拉杆22具有固定到主要部分12的第一端22a以及固定到前部部分13的相对的第二端22b。此外，每个拉杆22延伸穿过阻尼模块14中的通道23。作为替代，伸长主体6的不同部分12、13、14可以以任何其它合适的方式彼此安装。

在图示实施例中，阻尼模块14中的致动器8通过阻尼模块的相对侧上的两个开口可接近，其中，每个开口由可拆卸地安装的覆盖件24覆盖，该覆盖件形成阻尼模块的外周面19的一部分，并且借助于螺钉形式的紧固元件25固定在相关联的开口中。用于上文提及的其中的一些拉杆22的通道23可以设置在覆盖件24中。

在图示实施例中，通过第一馈送管26和至少一个第二馈送管27向刀具部分4供应冷却液，该第一馈送管轴向延伸穿过伸长主体6的主要部分12，该第二馈送管与拉杆22平行地在伸长主体的主要部分12与前端部分13之间延伸。在图示示例中，镗孔杆2设置有两个这样的第二馈送管27。第一馈送管26借助于第一端件28a和第二端件28b固定到伸长主体的主要部分12，该第一端件在主要部分的前端12a处固定到主要部分12，该第二端件在主要部分的后端12b处固定到主要部分12。第二馈送管27中的每一个第二馈送管经由第一端件28a中的内部通路连接到第一馈送管26。此外，第二馈送管27中的每一个第二馈送管可以被布置成延伸穿过阻尼模块14中的彼此对准的通道29。

为了能够调节致动器8的工作轴线10相对于切削元件5的角度位置，伸长主体6的前部部分13在其相对于阻尼模块14的旋转位置方面可以是可调节的，这意味着前部部分13在相对于阻尼模块的不同的可选择的旋转位置上可附接到阻尼模块14。作为前部部分13相对于阻尼模块14的这种旋转可调节性的替代或与这种旋转可调节性组合，设置有切削元件5的刀具部分4在其相对于伸长主体的前部部分13的旋转位置方面可以是可调节的，这意味着刀具部分4在相对于该前部部分的不同的可选择的旋转位置上可附接到前部部分13。阻尼模块14也可以布置成使得其致动器8在其相对于阻尼模块的外壳的旋转位置方面可以是可调节的。致动器8的旋转位置(即，其相对于切削元件5的角度位置)可以是无级或逐步可调节的。可以基于工件材料的切削数据和/或特性和/或切削条件提前(即，在工件的加工工艺开始之前)计算致动器的最佳旋转位置。致动器的最佳旋转位置是指致动器的其工作轴线与合力F_res平行定向所处的旋转位置。然而，在加工工艺期间，致动器的旋转位置也可以主动地且持续地(例如利用合适类型的电机(优选地是布置/包括在镗孔刀具中的电机))进行控制和调节，并由电子控制单元控制，该电子控制单元被配置用以控制通向电机的电流，以便控制和调节电机的角度位置，从而将致动器的旋转位置调节到其最佳旋转位置。配置用以控制通向电机的电流的电子控制单元可以是相同的电子控制单元41或单独的电子控制单元。

在图9至图11中非常示意性地示出了包括上文描述的类型的镗孔杆2的镗孔布置40的不同实施例。镗孔布置40还包括电子控制单元41，该电子控制单元被配置用以控制通向伸长主体6中的致动器8的电流的供应，以便控制该致动器中的振动力的生成。电流从电源供应到致动器8，如图9所示，该电源可以是外部电源42，或者如图11所示，该电源可以是安装到伸长主体6的供电单元42'，或者如图10所示，该电源可以是安装到支撑结构3或金属切削机的任何其它部分的供电单元42'。供电单元42'包括至少一个储能构件(例如电池的形式)以用于存储电能。电子控制单元41可以安装到伸长主体6的前部部分13，如图10和图11所示，或者可以安装到伸长主体的任何其它部分。作为另一替代，电子控制单元41可以安装到支撑结构3或金属切削机的任何其它部分，如图9所示。

镗孔布置40还包括至少一个振动传感器43(例如加速度计的形式)，该振动传感器被配置用以生成与镗孔杆2的振动相关的测量信号，并通过无线连接或电缆连接将该测量信号发送到电子控制单元41。所述至少一个振动传感器43优选地是安装到伸长主体6的前部部分13或刀具部分4，但作为替代，它也可以安装到伸长主体6的任何其它合适的部分。

电子控制单元41被配置用以接收来自所述至少一个振动传感器43的测量信号，并根据这些测量信号控制通向致动器8的电流的供应，以便根据这些测量信号控制致动器8中的振动力的生成，从而抵消在工件的加工期间由作用于切削元件5的切削力F_r、F_t在镗孔杆2中引起的振动。

在图1至图5所示的实施例中，镗孔杆2包括仅一个振动致动器8。然而，作为替代，镗孔杆2可以包括一个或多个附加的电控振动致动器，以用于镗孔杆的主动振动阻尼。

在图12和图13所示的实施例中，镗孔杆2包括第一电控振动致动器8a和第二电控振动致动器8b，以用于镗孔杆2的主动振动阻尼。第一振动致动器8a具有与上文参考图1至图5描述的致动器8相同的设计，并且其以与该致动器8相同的方式布置在伸长主体6中。因此，第一致动器8a是具有一个单个工作轴线10a的单轴线致动器，并且其被布置在伸长主体6中，其工作轴线10a与上文提及的第二基准线L2平行地或至少基本平行地延伸。第二致动器8b同样是具一个单个工作轴线10b的单轴线致动器，并且其可以是与第一致动器8a相同类型的致动器。第二致动器8b与第一致动器8a纵向串联地布置在伸长主体6中。因此，第一致动器8a和第二致动器8b在伸长主体6的纵向方向上接连布置，优选地是，第一致动器8a的中心轴线11a和第二致动器8b的中心轴线11b彼此对准或至少基本对准。

第一致动器8a和第二致动器8b被布置成其工作轴10a、10b彼此成角度地偏移，优选地是彼此垂直。在图12和图13所示的示例中，第二致动器8b被布置在刀具部分4与第一致动器8a之间。然而，第一致动器8a和第二致动器8b有利地是以相反的顺序布置，即，第一致动器8a布置在刀具部分4与第二致动器8b之间。

在图12和图13所示的实施例中，伸长主体6包括如上文参考图1至图5所描述的类型的主要部分12和前部部分13。在图12和图13中示出的伸长主体6进一步包括如上文参考图1至图5所描述的类型的两个阻尼模块14，其中，这些阻尼模块14彼此串联地布置在主要部分12的前端12a与前部部分13的后端13b之间。在这种情况下，第一致动器8a和第二致动器8b被布置在不同的阻尼模块14中。然而，作为替代，第一致动器8a和第二致动器8b可以被布置在同一个阻尼模块14中。

在图12和图13所示的实施例中，阻尼模块14彼此直接抵接，其中，最前面的一个阻尼模块的后端14b抵接另一个阻尼模块(即，最后面的阻尼模块)的前端14a。如图12和图13所示，前部部分13可以被布置成其后端13b直接抵接最前面的阻尼模块的前端14a，并且最后面的阻尼模块可以被布置成其后端14b直接抵接主要部分12的前端12a。

当伸长主体6设置有多于两个的振动致动器时，伸长主体可以包括多于两个的阻尼模块14。当阻尼模块14的数量为两个或更多个时，它们可以被布置成使得其相应的旋转位置可以是相对于彼此可调节的。

当然，本发明不以任何方式限制于上文描述的实施例。相反，在不脱离本发明的基本思想(如所附权利要求书中限定的基本思想)的情况下，对本发明进行修改的许多可能性对于本领域的普通技术人员来说是将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种用于内部车削的非旋转镗孔刀具，包括：

-镗孔杆(2)，所述镗孔杆包括伸长主体(6)，所述伸长主体被构造用于附接到金属切削机的支撑结构，所述伸长主体(6)具有后端(6b)和相对的前端(6a)；以及

-刀具部分(4)，所述刀具部分设置有切削元件(5)，其中，所述刀具部分(4)可拆卸地附接到所述伸长主体(6)的所述前端(6a)或与所述伸长主体的所述前端(6a)一体形成，所述切削元件(5)包括前刀面(30)、后刀面(32)以及形成在所述前刀面和所述后刀面之间的相交处的切削刃(33)，其中，当在垂直于所述伸长主体(6)的纵向轴线(7)并在径向最外点(39)与所述切削刃(33)相交的横截面中看时：

·直的且假想的第一基准线L1在所述径向最外点(39)与所述切削刃(33)相交，并且在所述切削元件(5)的外侧上相对于所述后刀面(32)以6°的角度(β)延伸，并且

·直的且假想的第二基准线L2在所述径向最外点(39)与所述切削刃(33)相交，并且相对于所述第一基准线L1以10°至40°的角度(α)在所述前刀面(30)与所述后刀面(32)之间延伸，

其特征在于：

-所述镗孔杆(2)包括用于所述镗孔杆(2)的主动振动阻尼的第一电控振动致动器(8；8a)，所述第一致动器(8；8a)被构造用以生成与所述第一致动器的工作轴线(10；10a)平行或基本平行的振动力，其中，所述第一致动器(8；8a)是具有一个单个工作轴线(10；10a)的单轴线致动器；并且

-所述第一致动器(8；8a)被布置在所述伸长主体(6)中，并且所述第一致动器的工作轴线(10；10a)与所述第二基准线L2平行地或基本平行地延伸。

2.根据权利要求1所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器(8；8a)被布置在所述伸长主体(6)中，使得所述第一致动器的中心轴线(11；11a)与所述伸长主体的所述纵向轴线(7)对准或基本对准。

3.根据权利要求1或2所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器(8；8a)在其在所述伸长主体(6)中的旋转位置方面是可调节的，并且/或者，所述刀具部分(4)在其相对于所述伸长主体(6)的旋转位置方面是可调节的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述镗孔杆(2)包括用于所述镗孔杆(2)的主动振动阻尼的第二电控振动致动器(8b)，所述第二致动器(8b)被构造用以生成与所述第二致动器的工作轴线(10b)平行或基本平行的振动力，其中，所述第二致动器(8b)是具有一个单个工作轴线(10b)的单轴线致动器，并且其中，所述第二致动器(8b)与所述第一致动器(8a)纵向串联地布置在所述伸长主体(6)中。

5.根据权利要求4所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器和所述第二致动器(8a，8b)被布置成其工作轴线(10a，10b)彼此成角度地偏移，优选地是，所述第一致动器(8a)被布置在所述刀具部分(4)与所述第二致动器(8b)之间。

6.根据权利要求5所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器和所述第二致动器(8a，8b)被布置成其工作轴线(10a，10b)彼此垂直。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器和所述第二致动器(8a，8b)被布置在所述伸长主体(6)中，使得所述第一致动器的中心轴线(11a)和所述第二致动器的中心轴线(11b)彼此对准或基本对准。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于：

-所述伸长主体(6)包括：

·伸长的主要部分(12)，所述主要部分被构造用于附接到所述支撑结构，所述主要部分(12)具有后端(12b)和相对的前端(12a)，

·前部部分(13)，所述前部部分具有面向所述主要部分(12)的所述前端(12a)的后端(13b)以及相对的前端(13a)，所述前部部分(13)的所述前端(13a)被布置用以承载所述刀具部分(4)，以及

·至少一个阻尼模块(14)，所述至少一个阻尼模块被布置在所述主要部分(12)的所述前端(12a)与所述前部部分(13)的所述后端(13b)之间，并容纳所述第一致动器(8；8a)和/或所述第二致动器(8b)；并且

-所述伸长主体(6)的所述前部部分(13)经由所述至少一个阻尼模块(14)连接到所述伸长主体的所述主要部分(12)，其中，所述至少一个阻尼模块(14)构成所述伸长主体(6)的长度段。

9.根据权利要求8所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述主要部分(12)和/或所述前部部分(13)和/或所述至少一个阻尼模块(14)是柱形的，优选地是圆柱形的。

10.根据权利要求8或9所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述主要部分(12)的外周面(18)和所述至少一个阻尼模块(14)的外周面(19)彼此平齐或基本平齐。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述至少一个阻尼模块(14)借助于拉杆(22)被夹持在所述主要部分(12)与所述前部部分(13)之间，优选地是，所述拉杆延伸通过所述至少一个阻尼模块(14)中的通道(23)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述第一致动器和所述第二致动器(8a，8b)被容纳在同一阻尼模块(14)中。

13.根据权利要求8至11中任一项所述的非旋转镗孔刀具，其特征在于，所述伸长主体(6)包括彼此串联地布置在所述主要部分(12)的所述前端(12a)与所述前部部分(13)的所述后端(13b)之间的至少两个所述阻尼模块(14)，其中，所述第一致动器和所述第二致动器(8a，8b)被布置在所述阻尼模块(14)中的不同的阻尼模块中。

14.一种用于内部车削的镗孔布置，其特征在于，所述镗孔布置包括：

-根据权利要求1至13中任一项所述的非旋转镗孔刀具(1)；以及

-电子控制单元(41)，所述电子控制单元被配置用以控制通向所述第一致动器(8；8a)的电流，以便控制所述第一致动器中的振动力的生成。

15.根据权利要求14所述的镗孔布置，其特征在于：

-所述镗孔布置(40)包括至少一个振动传感器(43)，所述至少一个振动传感器被配置用以生成与所述镗孔杆(2)的振动相关的测量信号并将所述测量信号发送到所述电子控制单元(41)；并且

-所述电子控制单元(41)被配置用以接收来自所述至少一个振动传感器(43)的所述测量信号，其中，所述电子控制单元(41)被配置用以根据来自所述至少一个振动传感器(43)的所述测量信号控制通向所述第一致动器(8；8a)的电流，以便根据所述测量信号控制所述第一致动器(8；8a)中的振动力的生成。

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