EP2720820A1 - Werkzeugmaschine, werkstückbearbeitungsverfahren, sowie zur verwendung in einer werkzeugmaschine oder in einem werkstückbearbeitungsverfahren - Google Patents

Werkzeugmaschine, werkstückbearbeitungsverfahren, sowie zur verwendung in einer werkzeugmaschine oder in einem werkstückbearbeitungsverfahren

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Publication number
EP2720820A1
EP2720820A1 EP12727380.3A EP12727380A EP2720820A1 EP 2720820 A1 EP2720820 A1 EP 2720820A1 EP 12727380 A EP12727380 A EP 12727380A EP 2720820 A1 EP2720820 A1 EP 2720820A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
workpiece
movement
cutting
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12727380.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel HESSENKÄMPER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sauer Ultrasonic GmbH
Original Assignee
Sauer Ultrasonic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sauer Ultrasonic GmbH filed Critical Sauer Ultrasonic GmbH
Publication of EP2720820A1 publication Critical patent/EP2720820A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/54—Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
    • B23B29/12—Special arrangements on tool holders
    • B23B29/125—Vibratory toolholders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B37/00—Boring by making use of ultrasonic energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P25/00—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/108—Piezoelectric elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/10—Process of turning

Definitions

  • the invention relates to a machine tool and a workpiece machining method according to the preambles of the independent claims.
  • the vibrating tools are rough, work abrasive and vibrate relatively high frequency (vibrational motion), for example at frequencies above 5 kHz or above 10 kHz or above 20 kHz. Because of Of the high vibration frequencies, which may be beyond the human ear, the processing is often referred to as ultrasonic processing and the machine as an ultrasonic machine.
  • the vibration of the tool can be a translatory or a ro ⁇ tatory vibration.
  • the tool can move parallel to the surface of the workpiece and then quasi filing material ablate. But it can also impact on the workpiece (perpendicular to its surface) act.
  • a disadvantage of the known machining methods with tools with a defined cutting edge is that in certain machining situations, in particular for certain workpiece materials, the removal rate is relatively low or the tool wear is relatively high or the surface quality of the machined workpiece is relatively poor. It turned out that the chip breakage during machining with conventional tools with a defined cutting edge leaves relatively rough and torn surfaces, which are not mechanically resistant and are prone to environmental influences (corrosion, rust).
  • the object of the invention is to provide a tool ⁇ machine and a workpiece machining process, which allow a desired fine patterning of a finished workpiece surface.
  • a cutting movement and its superimposed on a first vibrating movement in such a manner caused, that one or more characteristics of the first Vibrationsbewe ⁇ supply according to one or more characteristics of the cutting motion can be adjusted.
  • one or more characteristic values of the cutting movement can be set in accordance with one or more characteristics of the first vibration movement.
  • the characteristics of the vibration movement and / or the cutting movement may be variable during workpiece machining.
  • a cutting movement is superposed between the two and a first vibratory movement is superimposed on it, in such a way that distinguishable surface areas are produced. surface of the workpiece.
  • the first Vibrationsbe ⁇ movement may in accordance with the position of the tool and preferably also according to data that describe the workpiece to be produced are controlled.
  • 3 shows schematically a tool
  • 4 is a schematic direction
  • Fig. 7 adapted tools.
  • a machine tool has a cutting tool for workpiece machining with a cutting movement of the tool relative to the workpiece and a vibration ⁇ unit for generating a vibrating movement between the tool and the workpiece.
  • a cutting movement and simultaneously or alternately to a Vibrationsbe ⁇ movement caused relatively between a cutting tool and a workpiece.
  • the combination of cutting and vibrating machining has the advantage that the removal of the chips from the workpiece with the defined cutting edge of the tool with variable relative movements between the workpiece and the cutting edge.
  • the dissolution of the chips happens thereby less tearing, but increasingly cutting. This results in less rough surfaces, and the workpiece surface has after the Machining a relatively high compressive residual stress and is less torn and feared after processing, which is desirable in terms of hardness and lovedsfä ⁇ ability of the surface against environmental influences and mechanical stress.
  • the vibration unit is preferably located close to the tool. It can have one or more piezo actuators or electromagnetic actuators.
  • the vibration frequency can be over 5 kHz, over 10 kHz, over 20 kHz or over 40 kHz.
  • the machine tool may be a drill, a milling machine, a rotary ⁇ machine, a planing machine or the like.
  • the direction of the vibratory motion may be parallel and / or perpendicular to the cutting motion of the tool or have an angle therebetween. It can be parallel to the local instantaneous workpiece surface or have a certain angle greater than 0 ° relative thereto. It can be perpendicular to the workpiece surface.
  • the tool may be adapted to the possible Vibrationsbe ⁇ movement out are approximately roughened by certain FLAE ⁇ surfaces or edges thereof, serrated or otherwise modified as compared with conventional tools.
  • the modification can be such that the tool has, or certain resonance frequencies vermei ⁇ det.
  • the vibration unit can be part of a quick-change (automatically changeable) tool may be provided a wireless power transmission (inductive), then by suitable means are received, energy ⁇ gene. For example.
  • a controller may control the cutting motion and the vibratory motion.
  • the process parameters can be returned to the controller.
  • the controls of cutting motion and vibratory motion may follow each other independently or interleaved with each other.
  • the one can be controlled or regulated in accordance with driving or measuring parameters of the other.
  • Cutting movement and vibration movement can be controlled simultaneously with each other or alternatively independently of each other.
  • FIG. 1 schematically shows a machine tool 10. It has a machine frame 1.
  • the workpiece 6 and on the other hand, the tool 7 are fixed on the one hand via various intermediate members on Ma ⁇ schin frame. 1
  • It can be provided for static adjustment of the translational and / or rotational positions of the tool and / or the workpiece several adjusting axles 2a, 2b. It can axles 2a between machine frame 1 and Be provided tool table 4 and / or adjusting axes 2b between machine frame 1 and tool. 7
  • the drive may be electrically and have a mechanical transla ⁇ wetting or reduction.
  • the tool may be a milling cutter, in particular an end mill, which is set in rotary motion during workpiece machining in an electrically driven manner.
  • the drive 3b for example, be an electric motor with gear that puts the drill 7 or the Bohrfut ⁇ ter in rotational movement.
  • a turning machine 3a of the drive may be an electric motor with Ge ⁇ gear that enables the lathe chuck in rotation.
  • a drive 3a can lie between the machine frame 1 and the workpiece 6, and / or a drive 3b can lie between the machine frame 1 and the tool 7.
  • the tool 7 can be interchangeable via a quick coupling 5, 5 a and / or via a tool interface 5 b , so that it can be exchanged quickly and, if necessary, automatically.
  • the quick coupling 5, 5a may be a conventional conical coupling with a tool-side cone 5a and a corresponding machine-side receptacle or the like.
  • the tool interface 5b can lie directly on the actual tool and a receptacle for a work tool. have witness and may have a collet or the like.
  • the workpiece 6 may lie on a workpiece table 4 and may be clamped there.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment in which the vibration unit 11 is located at the end of the machine frame of a quick coupling 5a.
  • the vibration unit may also be located closer to the tool, for example on the tool side of the quick-action coupling 5, wherein the said further tool interface 5b may then be located between the vibration unit 11 and the tool.
  • the vibration ⁇ onsaku 11 may also be located in the vicinity of the work table 4, such as between the workpiece table 4 and drive 3a or the actuators 2a or the machine frame. 1
  • the vibrat onsech 11 is adapted to the tool 7 vibrie ⁇ rend to operate.
  • the vibration may be a linear vibration or a rotational vibration.
  • a linear vibration can be directional components parallel and / or perpendicular to the local workpiece plane to have.
  • the vibration can take place along the drill axis.
  • Bohrma ⁇ machine vibration can along the drill axis ⁇ SUC gene.
  • a lathe turning tool can be set into vibration. With a milling cutter, the milling tool or the workpiece can be vibrated.
  • a rotary vibration can be made to an existing machine in the axis of rotation and are introduced by a suitably mounted and driven vibration ⁇ unit. It can generally be introduced into the component of the machine which has already been subjected to the rotational movement (eg drill chuck or drill). But it can also - around the same axis - are generally introduced into the respec ⁇ geellesberger the acted upon by the rotational component (in the case of Bohrma ⁇ machine so in the workpiece table or in the workpiece).
  • the lathe chuck may be subjected to a rotational vibration about the axis of rotation.
  • the milling tool ⁇ may be applied with a rotational vibration about its rotational axis.
  • vibrations and in particular Drehvibra ⁇ tion and linear vibration, can be introduced simultaneously and superimposed over several vibration units. If several vibration units are provided, they can partly on the workpiece or on Workpiece table and partly on the tool or on the tool holder attack.
  • a vibration unit can one or more vibrators, z. B. piezo elements having. You can receive the same or different signals. The difference can be a phase offset or an inversion. The vibration frequency can be over 5 kHz or over
  • Vibration unit 11 and drive 3a, 3b can gleichzei ⁇ tig operable individually or in each case be alternately betae ⁇ tigbar.
  • the controller can be designed for both operating modes (common, alternating)
  • the machine tool 10 may generally include sensor 14 for detecting process parameters.
  • the sensor system can have one or more sensors distributed over the machine tool. Via lines 16, the signals are returned to the control / regulation 12 and there logged and / or output and / or taken into account for controlling the various machine components.
  • the controller 12 has drive lines 15 to the individual components of the machine, ie in particular to the on ⁇ drives 3 a, 3 b, adjusting axles 2 a, 2 b and the vibration ⁇ unit 11th
  • an output unit not shown, can be present for operating personnel. 13 symbolizes ei ⁇ NEN data memory (eg.
  • semiconductor and / or disk contains a processing program for the workpiece, on the other hand, also values for the cutting movement, the vibration ⁇ movements or the dependencies of control parameters, in particular for the cutting movement and for the vibration movement of input parameters or determined / measured parameters (tabular, formulaic).
  • the controller can have access to the memory, where access for example to two or Modi ⁇ dimensional tables for determining manipulated variables from input variables.
  • the individual parameters may be adjustable / controllable, in particular vibration frequency, vibration amplitude, waveform of the driving signals, vibration direction, and the like.
  • Single or multiple parameters may be regularly ⁇ bar, that is after any corrections provided by sensed recirculated values.
  • Figure 2 shows schematically the control engineering part of a control.
  • 12 symbolizes the controller of Figure 1.
  • the program-technical part which may also be present. He may have saved a machining program that controls the individual ⁇ nen machine components and respective control parameters and setpoints for controllers and regulators pretends.
  • the controller 12 may be digitally constructed and may include analog-to-digital converters, not shown, at the interface to the process. Depending on the respective operating state, the controller 12 or control 12 can each receive default values, which are for example taken from a memory 13 or determined by the mentioned control program.
  • the controller 12 is shown schematically as consisting of two parts, namely on the one hand a controller 21 for the conventional drive 3b of the cutting tool 7, so for example an electric ⁇ motor for a drill.
  • the real process is in so far ⁇ symbolized by box 3b.
  • 14a symbolizes sensors relating to the conventional cutting movement, which is returned via line 16a.
  • a further controller 22 which controls or regulates the vibration movement according to the invention. It sends signals to the real process via line 15b, in particular to the vibration unit 11. 14b symbolizes sensors for vibration-specific values which are returned via line 16b can ⁇ nen.
  • Cutting motion are simultaneously controlled or alternately controlled.
  • the controls of the individual movements can be controlled independently of each other at the control or regulation level according to liger individual setpoints are entered, or it may be folded, for example by Ausgabesig leads ⁇ dimensional Lane- 15a for the conventional cutting movement drive in the controller 22 for the vibration actuator (pipe 23) and / or reversed by
  • Output signals 15b for the vibratory drive 11 are input to the controller 21 for the cutting drive (line 24). Also, the feedback of signals 16a, 16b, if provided, can also take place "crosswise", ie by the controller 22 for the vibratory drive receives process signals relating to the cutting ⁇ movement (line 16a) and / or vice versa, by the controller 21st
  • the linking and entanglement of the individual parameters can be done formulaically or by means of tables which are suitably deposited and kept in stock, but it can also be a comparatively simple one
  • Control can be provided, which optionally controls the cutting movement and the vibration movement simply in accordance with default values without any feedback, but of course the default values with respect to each other may have been determined.
  • a first vibration unit 11 may be provided near the tool 7, and a second vibration unit 11 near the Workpiece 6 or workpiece table 4. They may be individually controllable or controllable in relation to each other, as explained with reference to cutting movement control 21 and vibration movement control 22 with reference to FIG. It may be 11 designed for the vibration along a plurality of axes of a single Vibrationsein ⁇ standardized, and the individual axes may be controlled independently of each other.
  • Figure 2 shows only parts of the overall control. Not shown are the actuation of conventional components (eg adjusting axles, tool changer), but these can also be present.
  • the controller 12 may be part of a process computer equipped according to the requirements.
  • the sensors in the machine tool 10 may have one or more of the following sensors, in which respect the term “sensor” may also include more complex evaluation mechanisms: sensor for
  • FIG. 3 schematically shows an embodiment of a quickly exchangeable tool unit 30. It has the actual tool 7, for example an end mill. In addition, it has the vibration unit 11. It further has an energy supply ⁇ 31 and a coupling part 5a to the
  • the coupling part 5a may be a conventional Ke ⁇ gelkupplung or the like. Between vibration unit 11 and tool 7, the tool cutting ⁇ point 5 b may be provided, which allows the exchange of the tool 7.
  • the vibration unit 11 may be an electro-mechanically operated vibrating unit or a pie ⁇ zoelektrisch operated vibrating unit. In both cases, electrical energy is needed. It can be Ü fed via a conventional electrical connection which would have to be designed, however, then dragging and thus relatively compli ⁇ ed in the case of rotating tools.
  • the energy supply can also be wireless, for example, inductively, by in the tool unit, for example, an induction ⁇ tion coil 32 is provided relative to an external magnetic field, indicated by arrow 33, changes.
  • the coil 32 may lie in a plane perpendicular to the axis of rotation of a rotating tool and of to be interspersed with an external magnetic field changing with a certain frequency.
  • Figure 4a shows schematically a representation for explaining directional information in a milling cutter as a tool 7. Shown is schematically a progressing from left to right on a workpiece surface advancing ⁇ end mill (arrow 74). It rotates counterclockwise about axis 43 as indicated by arrow 42. 71 are the cutting edges of the end mill.
  • the relative cutting motion between cutter 7 and workpiece 6 also extends in the direction of arrow 74 (x-direction).
  • the vibratory motion may be perpendicular to this, such as perpendicular to the plane of the drawing (y-direction).
  • the Vibra ⁇ tion device may be as shown also different, generally along the x-direction or along the z-direction, or may be oblique to these directions.
  • FIG. 4b schematically shows a diagram for explaining directions in a drill as a tool 7. Shown schematically is a drill 7 stuck in a workpiece 6. 71 symbolizes a cutting edge of the drill. In conventional operation, the drill 7 rotates about its axis 73 as indicated by arrow 74. Each point on the Schneidkan ⁇ te 71 then performs a circular cutting movement as indicated by arrow 74. The cutting movement, symbolized by arrow 74, according to the invention can be superimposed on a vibratory motion 75, or the movements 75, 74 are performed alternately.
  • 4b shows an embodiment in which the Vibrationsbewe ⁇ supply along arrow 75 takes place, thus in the direction of the borings rerachse 73 (z-direction).
  • the vibratory motion 75 is not parallel to the direction of cutting movement 74. It may be approximately perpendicular thereto or, more particularly, in the direction of the drill axis. In the illustrated embodiment, it is not parallel to the local workpiece surface below
  • the tool can be used in comparison to conventional tools for the vibrating motion. be laid.
  • certain surfaces or edges of the tool may be roughened or modified in certain ways as compared to conventional tools.
  • the tool can also be designed so that in view of the desired vibration excitation certain resonance frequencies of the tool are given or avoided in certain frequency ranges. There may be a predetermined detuning (difference) between the resonant frequency of the tool and excitation frequency of the vibration, which may be controlled and possibly also control technology.
  • the tool design can be done by targeted material additions or material removal on the tool.
  • Machine tool according to claim 1 or 2, wherein the vibration unit (11) for generating a direction reversing vibration reversing (75) is designed, wherein the direction is parallel or right ⁇ angled to the direction of the cutting movement (74) or under a certain angle goes to it.
  • Machine tool up 1 to 4 wherein the tool (7) is an end mill or a drill and the vibration unit (11) for vibrating the
  • End mill or the drill (7) in a direction (75) parallel or perpendicular to its axis of rotation (73) or at a certain angle is designed to.
  • Machine tool up 1 to 5, with several ⁇ dependent dependent or independently controllable vibration units (11).
  • Machine tool up 1 to 6 wherein the vibration unit (11) an electromagnetic or has a piezoelectric drive and preferably operates with a vibration frequency greater than 5 kHz or greater than 10 kHz or greater than 20 kHz. 8. Machine tool up 1 to 7, with a
  • Machine tool 8 with a device (21) for controlling one or more adjustable parameters of the cutting movement (74) in accordance with one or more adjustable or determined parameters of the vibratory movement (75), and / or with a device (22 ) to control one or more adjustable parameters of the vibratory motion (75) in accordance with one or more einstellba ⁇ rer or sensed parameters of the cutting movement.
  • Machine tool up 8 to 10 in which the controller (12) can cause the cutting movement (74) and the vibration movement (75) simultaneously or with the same tool individually.
  • a workpiece machining method in which a cutting motion and a vibrating motion are caused relatively between a tool having a defined cutting edge and a workpiece, wherein the cutting motion and the vibrating motion can be used both simultaneously and individually.
  • Vibratory motion caused in such a way that one or more characteristics of the first Vibrationsbewe ⁇ tion are set in accordance with one or more characteristics of the cutting movement.
  • the characteristics of the separation movement as well as the vibration movement can be at least temporarily constant during workpiece machining, but can also be variable.
  • a cutting movement and its superimposed first vibration movement is caused in a relative manner between the two in such a way that the vibratory movement causes distinguishable surface areas and / or Feinstruktu- rierungen the surface of the workpiece.
  • the first vibratory motion may be controlled in accordance with the position of the tool, and preferably also in accordance with data describing the workpiece to be manufactured.
  • a cutting movement is relatively between them and her superimposed on a first vibratory motion caused in the manner that the surface left behind ge ⁇ genüber a processing is changed without first Vibrationsbewe ⁇ supply.
  • the superimposed first vibration movement can extend in a spatial dimension or in two spatial dimensions (for example, in plane parallel to the current workpiece surface) or in all three.
  • the vibration movement can be modulated.
  • the modulation may be in accordance with sizes of the cutting movement and / or in accordance with workpiece data
  • an adapted tool may be used, in particular one that has and one or more geometrically defined cutting edges whose cutting edge (s) is adapted to the amplitude of the vibratory motion, and in particular ⁇ sondere such that a cutting portion having a structure having a dimension of the order Amplitude of the first vibration movement is
  • the structuring of the cutting area can be ⁇ example, such that a cutting edge has a length corresponding to the dimensions mentioned.
  • a continuous cutting edge may be divided by one or more uninterruptible ⁇ gene in a plurality of regions, in which case the lengths of the interruptions and / or the lengths of the cutting edge regions and / or the step size from region to region of said dimensioning correspond.
  • the interruptions can themselves be formed again as cutting edges, so that in this respect results in a tool with a graded cutting edge.
  • Fig. 5 exemplifies a way of adjusting one or more parameters of the vibratory motion and one or more parameters of the cutting motion with respect to each other.
  • Fig. 5a is a schematic / perspective view of the assembly
  • Fig. 5b is a schematic plan view of a left workpiece surface after processing. It is assumed that the machine is a lathe and accordingly the tool 7 is a lathe chisel with a cutting edge 71 is.
  • the workpiece 6 rotates along arrow 52 about axis 59, which extends in the z direction.
  • the turning tool itself is advanced linearly along arrow 53.
  • On the Werk Swissoberflä ⁇ che to a direction indicated by the Spi ⁇ rale 51 spiral path thus results in principle as a cutting motion of the tool 7 on the workpiece. 6
  • the feed movement 53 of the cutting movement is superimposed on a vibratory movement 54.
  • a vibratory movement 54 is a linear Vibrationsbe ⁇ movement extending parallel to the feed movement of the 53rd Longitudinal direction 54 (parallel to 53 and axis 59 and z-axis) vibrates the turning tool, beispielswei ⁇ se by it is offset by a corresponding drive in vibration.
  • the vibration of the turning tool is next to the quality (translational or rotational) and the direction (arrow 54) by frequency, amplitude and, where appropriate, waveform of Vib ⁇ rationsdoch characterized.
  • One or more of these parameters may be determined in relation to one or more parameters of the cutting motion (rotation 52, feed 53). Also characteristic values of the tool can be used for dimensioning one or more characteristic values of the vibration movement.
  • n 100
  • kl true 0.5
  • 100.5 vibra ⁇ NEN of the workpiece take place per revolution of the workpiece, so that viewed in the circumferential direction in the later circulating a minimum value of the vibration displacement to a maximum value of the vibration displacement in the previous circulation meets.
  • the feed rate vs (cutting movement according to arrow 53) and the cutting edge length ls are suitably dimensioned, certain patterns result on the surface of the workpiece left behind.
  • Fig. 5b shows an example of this.
  • Fig. 5b the dotted lines 51a, 51b, 51c, ... show individual turns of the spiral shown in Fig. 5a.
  • the lines 55a, 55b, 55c, ... show a superimposed movement resulting from the superposition of cutting movement (arrows 52, 53) on the one hand and vibration movement (arrow 54) on the other.
  • the lines 55a are ideal reproductions of ideal progressions. But it turns out that the maxima and minima of adjacent tracks 55 each have a fixed phase relationship ⁇ , so that example ⁇ as macrostructures can emerge as 56a by lines 56b, 56c, ...
  • Fig. 5c shows schematically a structure that may actually be left by a vibrating tool on the workpiece surface.
  • 51 and 55 again denote the macroscopic spiral path or the vibrating path of the tool.
  • 71 ' denotes at two locations, the length of the cutting edge 71 of the tool 7.
  • the bars 71' are so far le ⁇ diglich as a schematic position data of the cutting edge to be understood at a given moment of the machining operation.
  • the cutting edges clear the furrows, which lead to overlaps of the maxima and minima in the individual rounds with a certain choice of working parameters, so that, for example, as shown, islands 58 can remain.
  • the result is a structured surface with patterns that are not random.
  • the size and the absolute and relative position of the structures to each other depends on the individual parameters of the vibration movement on the one hand and the
  • the various parameters may at least temporarily satisfy one or more of the following formulas and be selected or set or adjusted accordingly: fv (nl + kl) * fs (1)
  • k4 can be a factor whose lower limit can be 0.01 or 0.02 or 0.05 or 0.1 or 0.2 or 0.5 and / or whose upper limit is 0.1 or 0.2 or 0.5 or 1 or 2 can be.
  • the size fv is the frequency of vibration of the first vibrating movement
  • vs The feedrate is digket of the cutting edge on the workpiece surface and lw is the wavelength of the imaging on the workpiece upper ⁇ surface pattern of the vibration
  • ⁇ the phase offset in the feed direction of the cutting edge is between a plurality of pairs of Patterns in adjacent milling tracks
  • k5 is a factor that can be between -1 and 1. In this way, a phase offset between adjacent milling tracks that is constant over several tracks can be set, which can also be zero.
  • fv is the frequency of vibration of ers ⁇ th vibratory motion
  • fs is the rotational frequency (rotational speed) of the drill
  • av is the amplitude of Vib ⁇ rationsterrorism which may be perpendicular to the rotational movement and perpendicular or parallel to the workpiece surface ge ⁇ directed
  • vv is the is Vorschubgeschwindigket of the drill along the drilling axis
  • ls the length of cutting edge segments 71a, 71b at the determining the swirl ⁇ angle side edge of the drill
  • n2 is an integer
  • the quantities fvl, fv2 are the vibration frequencies of the first and the second vibratory motion, respectively, ⁇ is an adjustable phase offset between the two
  • Vibrations if they have the same frequency or a rational frequency ratio, which can also be 0.
  • the size vs is the Vorschubgeschwindigket the work ⁇ zeugs on the workpiece surface and lwl and LW2 are the wave lengths of the imaging on the workpiece surface pattern of the first and second Vibrqation.
  • k6 is a factor that can be integer or reciprocal to integer. It can also be rational with low numbers in the numerator and denominator (about 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 2/3, 2/5, 3/4, 3/5, 4/5) or reciprocally so as to give corresponding combined Lissajous vibration patterns of the tool on the workpiece surface.
  • k8 is a factor that can be integer or reciprocal to integer. It can also be rational with low numbers in the numerator and denominator as above.
  • one or more characteristic values of the first vibratory movement can be set in accordance with one or more characteristic values of the cutting movement.
  • one or more characteristic values of the cutting movement can be set in accordance with one or more characteristic values of the first vibration movement.
  • the value on the left side of the respective For- mel ⁇ be on the terms of the values on the right side and then set.
  • the formulas can also be resolved to a value on the right side, so that it can then be determined and set.
  • Cutting motion and first vibrational motion taken to achieve certain structuring may also be desirable to avoid the emergence of certain structuring, so that the parameters of cutting and vibrating motion are set under this aspect.
  • It can be provided control or regulating devices that ensure that the specified movement parameters are met. Suitable sensors may be provided for one or more of the movement parameters set in each case, so that the parameter can be regulated in a recirculating manner.
  • precision controls which set the desired parameters with definable accuracy.
  • FIG. 6 An execution ⁇ form is described, in which the vibratory motion is induced in such a way that distinct arise bervid Hoche 0-.
  • a schematic section through a workpiece 6 and a tool 7 is shown in FIG. 6b.
  • the tool 7 can be a tool with a geometrically undefined cutting edge, for example an ultrasonic tool with which complex geometries can be produced.
  • 61 symbolizes the feed of the tool 7 relative to the workpiece 6 by a mechanism, not shown.
  • 62 symbolizes a ⁇ Siert designed as a rotary vibration cutting ⁇ movement about an axis perpendicular to the plane.
  • a conventional rotation about said axis SUC ⁇ gen. 61 and 62 may together form the cutting movement.
  • a further vibratory movement 63 which, for example, can be a trans ⁇ latory vibration perpendicular to the plane of the drawing can.
  • the vibratory motion is switched 63, currency ⁇ rend them when the tool is in the surface-chen Schemeen 64b is turned off.
  • Oberflä ⁇ chen Schemeen There he ⁇ thereby give themselves different processing pattern on the surface, leading to distinct Oberflä ⁇ chen Schemeen. The differentiation may be given even to the naked eye, or it may result from examination of the surface by Appara ⁇ th.
  • the switching on and off of the vibrating movement 63 to the cutting movement 61, 62 can take place in accordance with workpiece data. However, it can also take place in accordance with tool positions relative to earlier or future tool positions or abstract positions in space (defined areas of space, defined over areas of coordinates in a coordinate system).
  • the minimum dimension of the individual regions 64 can be the to be a multiple of the wavelength from ⁇ image of the first vibrating motion 63 on the workpiece surface, at least fivefold or at least tenfold.
  • FIG. Reference 6 was described with reference to a tool with geometrically defi ⁇ ned cutting, is the same procedure (switching on or off or modulating a vibrating movement 63) even with a tool having a defined cutting edge (drills, lathe tools, Cutter, ...) possible.
  • a relative first vibratory movement between the workpiece and the workpiece superimposed on a cutting movement of a tool can be caused such that the surface left behind is changed from a surface processing without the first vibratory movement.
  • the first vibration movement can have the effect that the surface finish is better with it than it would without them.
  • the roughness with superimposed Vibra ⁇ tion may be reduced compared to the processing without superimposed vibration.
  • the removal rate of the tool from the superimposed vibratory motion 54, 63 can be relatively unaffected (change ⁇ 20% or ⁇ 10% or ⁇ 5%), so that the superimposed vibratory motion 54, 63 serves primarily the surface structuring and less the removal of material.
  • the first vibratory movement and the Schneidbewe ⁇ tion can be caused by the same or different drives.
  • the same drive can be used especially if the
  • Cutting movement in turn is a vibratory motion. It can then be driven a vibration drive with superimposed electrical signals corresponding to the cutting movement and the vibration movement.
  • the first vibrating movement can have a movement ⁇ component which is parallel to the local surface of the workpiece, and / or a movement component which is perpendicular to the local workpiece surface.
  • the first vibratory motion may be a translational or a rotational vibration.
  • the cutting movement may be a second vibration ⁇ movement and / or a progressive linear
  • the cutting movement can be composed of a feed movement and a further movement, in particular a rotational movement.
  • the feed movement is along the drill axis, and the further movement is one
  • the feed movement may be a feeding of the Turning chisel be along an axis, while the wider ⁇ re movement may be a rotation of the workpiece about an axis.
  • a cutting movement of the feed motion may be a relative translational displacement ⁇ ben between the tool and workpiece during the further movement is a rotational movement of the milling tool about an axis.
  • the first vibrational movement can be time-variable and to that extent be understood as a modulated oscillation.
  • the modulation may include the change in frequency, the amplitude (special case A n / off-keying), the waveform or the phase position of the first vibratory motion.
  • the modulation can take place in accordance with workpiece data retrieved or measured from a memory 13 or, as the case may be, only position data of the tool relative to the workpiece or according to certain measured or otherwise obtained process parameters, for example parameters of the shearing motion.
  • the parameters of the individual movements (first vibration movement, cutting movement) on the one hand and on the other hand, the cutting edge geometry (in particular cutting edge length) can be selected and set.
  • the vibration frequencies of the first vibration movement may be over 100 Hz or over 1000 Hz or over 10,000 Hz.
  • the amplitudes of the first vibrational motion may be over 1 micron or over two microns, or over 5 microns or over 10 microns, and may be less than one millimeter or less than 500 microns or less than 200 microns.
  • the controller 12 may control the methods and method steps described in the second embodiment. Suitable sensor for signal feedback may be provided. Accordingly, the controller can also provide specifications for the setting of the mentioned movement parameters, which, for example, can be taken from the memory 13, for example
  • tools can be used which are adapted to the application of the superimposed first vibratory movement.
  • FIG. 7 shows examples for this. It should be noted that such tools be regarded as an independent part of it ⁇ making.
  • Fig. 7a shows an embodiment of a Drehmei ⁇ SSELS 7, wherein the cutting edge length ls of the cutting ⁇ edge 71 is shorter than the step size ss per Flip Cellphone ⁇ hung.
  • the vibration amplitude av is relatively small and in particular smaller than the cutting edge length, but nevertheless a significant proportion thereof, for example> 2%. or> 5% but ⁇ 50% or ⁇ 25% of the cutting edge length ls.
  • Fig. 7b shows a tool with geometrically of defined cutting edge (in the example shown a Drehmei ⁇ Key), whose cutting edge 71 is interrupted relationship ⁇ as segmented.
  • the cutting edge 71 is under ⁇ divided into segments 71a, 71b, 71c and 71d, which can be sharpened cutting edges each for itself, but for example, different portions of the rotational axis 59 have ⁇ of the workpiece.
  • 71c, 71d may be the same or different from each other. Each of them can satisfy the sizing rule of the above formula (3) with respect to the amplitude of the vibratory motion or the step size. But it can be inserted into the away Dimensio ⁇ n istsvorschrift the overall length ls on all parts.
  • An adjusted drill can have at one or several of its side edges ren one or more, if necessary, along the edge of spaced cutting edge segments 71a ⁇ .
  • Cutting edge segments 71a on one Be ⁇ tenkante can axially located at a different position as a cutting edge segments on another side edge.
  • the subject matter of the invention is also a data carrier with computer-readable code thereon, which, when used in a suitable, digitally controlled by a program machine tool this causes the implementation of the described method as a whole or the individual process steps.
  • the code may be executable code or data code or a hybrid of both.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug steht das Werkzeug am Werkstück in Eingriff, und zwischen beiden wird eine Schneidbewegung hervorgerufen. Außerdem wird eine der Schneidbewegung überlagerte relative erste Vibrationsbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug in der Weise hervorgerufen, dass ein oder mehrere Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung und ein oder mehrerer Kennwerte der Schneidbewegung in Bezug aufeinander eingestellt werden. Auch kann die überlagerte Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen werden, dass unterscheidbare Oberflächenbereiche des Werkstücks entstehen.

Description

WERKZEUGMASCHINE, WERKSTÜCKBEARBEITUNGSVERFAHREN, SOWIE ZUR VERWENDUNG IN WERKZEUGMASCHINE ODER IN EINEM WERKSTÜCKBEARBEITUNGSVERFAHREN
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine und ein Werkstückbearbeitungsverfahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Es ist bekannt, Werkstücke mit Werkzeugen mit de¬ finierter Schneide spanabhebend zu bearbeiten. Die be¬ kanntesten Verfahren sind hierbei das Bohren, das Drehen, das Fräsen und das Hobeln. Die zugehörigen Werkzeuge haben eine oder einige deutlich definierte, klar beschreibbare Schneidkanten. Durch eine Relativbewe¬ gung zwischen Werkzeug, insbesondere Schneidkante des¬ selben, und Werkstück (Schneidbewegung) wird die spanabhebende Bearbeitung bewirkt. Sie erfolgt mit einer gewissen Abtragsleistung unter einem gewissen Werkzeugverschleiß und hinterlässt Oberflächen mit in ge¬ wissen Grenzen vorhersehbaren Eigenschaften. Beim Bohren wird in der Regel das Werkzeug bewegt, beim Drehen das Werkstück. Beim Fräsen dreht sich in der Regel das Fräswerkzeug, während es oder das Werkstück selbst verfahren wird. Beim Hobeln können das Werkzeug oder das Werkstück verfahren werden.
Es ist weiterhin bekannt, Werkstücke mittels vib¬ rierender Werkzeuge ohne definierte Schneide zu bear¬ beiten. Die vibrierenden Werkzeuge sind rau, arbeiten schleifend und vibrieren vergleichsweise hochfrequent (Vibrationsbewegung) , beispielsweise mit Frequenzen über 5 kHz oder über 10 kHz oder über 20 kHz. Wegen der hohen Vibrationsfrequenzen, die jenseits des menschlichen Gehörs liegen können, werden die Bearbeitung häufig als Ultraschallbearbeitung und die Maschine als Ultraschallmaschine bezeichnet. Die Vibration des Werkzeugs kann eine translatorische oder eine ro¬ tatorische Vibration sein. Das Werkzeug kann flächenparallel am Werkstück entlangfahren und dann quasi feilend Material abtragen. Es kann aber auch stoßend auf das Werkstück (senkrecht zu seiner Oberfläche) einwirken .
Ein Nachteil der bekannten Bearbeitungsverfahren mit Werkzeugen mit definierter Schneide ist es, dass bei bestimmten Bearbeitungssituationen, insbesondere bei bestimmten Werkstückmaterialien, die Abtragsleistung relativ gering oder der Werkzeugverschleiß relativ hoch oder die Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks relativ schlecht ist. Es zeigte sich, dass das Ausbrechen der Späne bei der Bearbeitung mit herkömmlichen Werkzeugen mit definierter Schneide vergleichsweise raue und aufgerissene Oberflächen hinter- lässt, die mechanisch nicht optimal widerstandsfähig und anfällig gegenüber Umwelteinflüssen (Korrosion, Rost) sind.
Ein weiterer Nachteil ist es, dass gefertigte Werkstückoberflächen in ihren Feinstruktur häufig nur unzureichend an Verwendungsspezifikationen des Werkstücks angepasst sind und entweder so verwendet werden oder nachbearbeitet werden müssen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeug¬ maschine und ein Werkstückbearbeitungsverfahren anzugeben, die eine gewünschte Feinstrukturierung einer gefertigten Werkstückoberfläche ermöglichen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Abhängige Patentansprü¬ che sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagert eine erste Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass ein oder mehrere Kennwerte der ersten Vibrationsbewe¬ gung nach Maßgabe eines oder mehrerer Kennwerte der Schneidbewegung eingestellt werden. Auch umgekehrt können ein oder mehrere Kennwerte der Schneidbewegung nach Maßgabe eines oder mehrerer Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung eingestellt werden. Die Kennwerte der Vibrationsbewegung und/oder die der Schneidbewegung können während der Werkstückbearbeitung veränderlich sein.
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere wie oben, wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagerte eine erste Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass unterscheidbare Oberflächenberei- che des Werkstücks entstehen. Die erste Vibrationsbe¬ wegung kann nach Maßgabe der Position des Werkzeugs und vorzugsweise auch nach Maßgabe von Daten, die das zu fertigende Werkstück beschreiben, gesteuert werden.
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere wie oben, wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagerte eine erste Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass die hinterlassene Oberfläche ge¬ genüber einer Bearbeitung ohne erste Vibrationsbewe¬ gung verändert ist.
Es können angepasste Werkzeuge verwendet werden, insbesondere solche, deren Schneide (n) Strukturierungen in der Größenordnung der Amplitude der ersten Vibrationsbewegung aufweisen.
Nachfolgend werden Bezug nehmend auf die Zeich¬ nung einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Ansicht einer Werkzeugma¬ schine,
Fig. 2 schematisch eine Steuerung der Werkzeugmaschine,
Fig. 3 schematisch ein Werkzeug, Fig. 4 schematisch Richtungsangaben,
Fig. 5 Darstellungen zur abgestimmten Bestimmung von Bewegungsparametern,
Fig. 6 Darstellungen zur Herstellung unterscheid- barer Oberflächenbereiche, und
Fig. 7 angepasste Werkzeuge. Erste Ausführungsform
Eine Werkzeugmaschine hat ein Schneidwerkzeug zur Werkstückbearbeitung mit einer Schneidbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück und eine Vibrations¬ einheit zum Erzeugen einer Vibrationsbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück. Bei einem Werkstückbearbei¬ tungsverfahren werden relativ zwischen einem Schneidwerkzeug und einem Werkstück eine Schneidbewegung und gleichzeitig oder abwechselnd dazu eine Vibrationsbe¬ wegung hervorgerufen.
Die Kombination von schneidender und vibrierender Bearbeitung hat den Vorteil, dass das Herauslösen der Späne aus dem Werkstück mit der definierten Schneide des Werkzeugs mit variablen Relativbewegungen zwischen Werkstück und Schneidkante erfolgt. Das Herauslösen der Späne geschieht dadurch weniger reißend, sondern verstärkt schneidend. Dadurch entstehen weniger raue Oberflächen, und die Werkstückoberfläche hat nach der Bearbeitung eine relativ hohe Druckeigenspannung und ist nach der Bearbeitung weniger zerrissen und gefurcht, was im Hinblick auf Härte und Widerstandsfä¬ higkeit der Oberfläche gegenüber Umwelteinflüssen und mechanischer Beanspruchung wünschenswert ist.
Die Vibrationseinheit befindet sich vorzugsweise nahe am Werkzeug. Sie kann einen oder mehrere Piezo- Aktoren oder elektromagnetische Aktoren aufweisen. Die Vibrationsfrequenz kann über 5 kHz, über 10 kHz, über 20 kHz oder über 40 kHz liegen. Die Werkzeugmaschine kann eine Bohrmaschine, eine Fräsmaschine, eine Dreh¬ maschine, eine Hobelmaschine oder Ähnliches sein. Die Richtung der Vibrationsbewegung kann parallel und/oder rechtwinklig zur Schneidbewegung des Werkzeugs sein oder einen Winkel dazwischen haben. Sie kann parallel zur lokalen momentanen Werkstückoberfläche sein oder einen bestimmten Winkel relativ dazu größer 0° haben. Sie kann rechtwinklig zur Werkstückoberfläche sein.
Das Werkzeug kann auf die mögliche Vibrationsbe¬ wegung hin angepasst sein, etwa indem bestimmte Flä¬ chen oder Kanten desselben aufgeraut, gezahnt oder sonst wie gegenüber herkömmlichen Werkzeugen modifiziert sind. Die Modifikation kann so sein, dass das Werkzeug bestimmte Resonanzfrequenzen hat oder vermei¬ det .
Die Vibrationseinheit kann Teil eines schnell- wechselbaren (automatisch wechselbaren) Werkzeugs sein und dann durch geeignete Einrichtungen Energie empfan¬ gen. Beispielsweise kann eine drahtlose (induktive) Energieübertragung vorgesehen sein.
Eine Steuerung/Regelung kann die Schneidbewegung und die Vibrationsbewegung steuern bzw. regeln.
Es kann Sensorik zur Ermittlung von Prozessparametern vorgesehen sein, wobei die Prozessparameter zur Steuerung zurückgeführt werden können. Die Steuerungen von Schneidbewegung und Vibrationsbewegung können unabhängig voneinander oder verschränkt miteinander folgen. Die eine kann nach Maßgabe von Ansteuer- oder Messparametern der anderen gesteuert bzw. geregelt werden .
Schneidbewegung und Vibrationsbewegung können gleichzeitig miteinander oder wahlweise unabhängig voneinander jeweils einzeln eingesteuert werden.
Figur 1 zeigt schematisch eine Werkzeugmaschine 10. Sie weist einen Maschinenrahmen 1 auf. Im Betrieb sind über verschiedene Zwischenglieder am Ma¬ schinenrahmen 1 einerseits das Werkstück 6 und andererseits das Werkzeug 7 befestigt. Es können mehrere Stellachsen 2a, 2b zur statischen Einstellung der translatorischen und/oder rotatorischen Positionen des Werkzeugs und/oder des Werkstücks vorgesehen sein. Es können Stellachsen 2a zwischen Maschinenrahmen 1 und Werkzeugtisch 4 vorgesehen sein und/oder Stellachsen 2b zwischen Maschinenrahmen 1 und Werkzeug 7.
Weiterhin ist mindestens ein Antrieb 3a, 3b für das Schneidwerkzeug oder den Werkstücktisch oder die Werkstückeinspannung vorgesehen. Allgemein kann der Antrieb elektrisch sein und eine mechanische Überset¬ zung oder Untersetzung aufweisen. Das Werkzeug kann eine Fräse, insbesondere ein Schaftfräser sein, der bei der Werkstückbearbeitung elektrisch angetrieben in Drehbewegung versetzt wird. Im Falle eines Bohrers kann der Antrieb 3b beispielsweise ein Elektromotor mit Getriebe sein, der den Bohrer 7 oder das Bohrfut¬ ter in Drehbewegung versetzt. Im Falle einer Drehma- schine kann der Antrieb 3a ein Elektromotor mit Ge¬ triebe sein, der das Drehfutter in Drehung versetzt. Allgemein kann ein Antrieb 3a zwischen Maschinenrahmen 1 und Werkstück 6 liegen, und/oder es kann ein Antrieb 3b zwischen Maschinenrahmen 1 und Werkzeug 7 liegen.
Das Werkzeug 7 kann über eine Schnellkupplung 5, 5a und/oder über eine Werkzeugschnittstelle 5b aus¬ tauschbar sein, so dass es schnell und gegebenenfalls auch automatisch gewechselt werden kann. Die Schnellkupplung 5, 5a kann eine übliche Kegelkupplung mit einem werkzeugseitigen Kegel 5a und einer entsprechenden maschinenseitigen Aufnahme oder Ähnliches sein. Die Werkzeugschnittstelle 5b kann unmittelbar am eigentli- chen Werkzeug liegen und eine Aufnahme für einen Werk- zeugschaft aufweisen und kann eine Spannzange oder ähnliches aufweisen. Das Werkstück 6 kann auf einem Werkstücktisch 4 liegen und kann dort festgespannt sein .
Es ist eine Vibrationseinheit 11 vorgesehen, die zusätzlich zur herkömmlichen Schneidbewegung zwischen Werkzeug 7 und Werkstück 6 eine Vibrationsbewegung relativ zwischen ihnen hervorruft. In Figur 1 ist sche- matisch eine Ausführungsform gezeigt, bei der sich die Vibrationseinheit 11 am maschinenrahmenseitigen Ende einer Schnellkupplung 5a befindet. Es sind aber auch andere Positionen der Vibrationseinheit 11 im Kraft- fluss möglich. Die Vibrationseinheit kann sich auch näher am Werkzeug befinden, etwa werkzeugseitig der Schnellkupplung 5, wobei sich dann zwischen Vibrationseinheit 11 und Werkzeug noch die genannte weitere Werkzeugschnittstelle 5b befinden kann. Die Vibrati¬ onseinheit 11 kann sich auch in der Nähe des Werk- stücktischs 4 befinden, etwa zwischen Werkstücktisch 4 und Antrieb 3a oder bei den Stellgliedern 2a oder am Maschinenrahmen 1.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Vibrat onseinheit 11 dazu ausgelegt, das Werkzeug 7 vibrie¬ rend zu betätigen. Die Vibration kann eine lineare Vibration oder eine Drehvibration sein.
Eine lineare Vibration kann Richtungskomponenten parallel und/oder senkrecht zur lokalen Werkstückebene haben. Im Falle einer Bohrmaschine kann die Vibration längs der Bohrerachse erfolgen. Im Falle einer Bohrma¬ schine kann die Vibration längs der Bohrerachse erfol¬ gen. Bei einer Drehmaschine kann der Drehmeißel in Vibration versetzt werden. Bei einer Fräse kann das Fräswerkzeug oder das Werkstück in Vibration versetzt werden .
Eine Drehvibration kann um eine in der Maschine schon vorhandene Drehachse herum erfolgen und durch eine geeignet angebrachte und angesteuerte Vibrations¬ einheit eingebracht werden. Sie kann allgemein in die schon mit der Drehbewegung beaufschlagte Komponente der Maschine (z. B. bei einer Bohrmaschine Bohrfutter bzw. Bohrer) eingeleitet werden. Sie kann aber auch - um die gleiche Achse herum - allgemein in das jeweili¬ ge Gegenüber der mit der Drehbewegung beaufschlagten Komponente eingeleitet werden (im Falle einer Bohrma¬ schine also in den Werkstücktisch bzw. in das Werkstück) . Bei einer Drehmaschine kann das Drehfutter mit einer Drehvibration um die Drehachse herum beaufschlagt sein. Bei einer Fräsmaschine kann das Fräs¬ werkzeug mit einer Drehvibration um seine Drehachse herum beaufschlagt sein.
Mehrere Vibrationen, und insbesondere Drehvibra¬ tion und lineare Vibration, können gleichzeitig und sich überlagernd über mehrere Vibrationseinheiten eingebracht werden. Wenn mehrere Vibrationseinheiten vorgesehen sind, können sie teils am Werkstück bzw. am Werkstücktisch und teils am Werkzeug bzw. an der Werk- zeughalterung angreifen.
Eine Vibrationseinheit kann ein oder mehrere Vib- ratoren, z. B. Piezoelemente , aufweisen. Sie können gleiche oder unterschiedliche Signale empfangen. Der Unterschied kann ein Phasenversatz sein oder eine Invertierung . Die Vibrationsfrequenz kann über 5 kHz oder über
10 kHz oder über 20 kHz oder über 40 kHz liegen. Vibrationseinheit 11 und Antrieb 3a, 3b können gleichzei¬ tig betätigbar oder jeweils einzeln abwechselnd betä¬ tigbar sein. Die Steuerung kann für beide Betriebsmo- den (gemeinsam, abwechselnd) ausgelegt sein
Die Werkzeugmaschine 10 kann allgemein Senso- rik 14 zur Erfassung von Prozessparametern aufweisen. Die Sensorik kann einen oder mehrere Sensoren verteilt über die Werkzeugmaschine aufweisen. Über Leitungen 16 werden die Signale zur Steuerung/Regelung 12 zurückgeführt und dort protokolliert und/oder ausgegeben und/oder ihrerseits zur Ansteuerung der diversen Maschinenkomponenten berücksichtigt. Die Steuerung 12 hat Ansteuerleitungen 15 hin zu den einzelnen Komponenten der Maschine, also insbesondere hin zu den An¬ trieben 3a, 3b, Stellachsen 2a, 2b und zur Vibrations¬ einheit 11. Daneben kann eine nicht gezeigte Ausgabeeinheit für Bedienpersonal vorhanden sein. 13 symbolisiert ei¬ nen Datenspeicher (z. B. Halbleiter und/oder Platte), der einerseits beispielweise ein Bearbeitungsprogramm für das Werkstück enthält, andererseits aber auch Kennwerte für die Schneidbewegung, für die Vibrations¬ bewegungen oder für die Abhängigkeiten von Ansteuerparametern, insbesondere für die Schneidbewegung und für die Vibrationsbewegung von Eingabeparametern oder ermittelten/gemessenen Parametern (tabellarisch, formelmäßig) . Die Steuerung kann Zugriff auf den Speicher haben und dort beispielsweise auf zwei- oder mehrdi¬ mensionale Tabellen zur Ermittlung von Stellgrößen aus Eingangsgrößen zugreifen.
Bei der Vibrationseinheit 11 können die einzelnen Parameter einstellbar/ansteuerbar sein, insbesondere Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude, Wellenform der ansteuernden Signale, Vibrationsrichtung, und Ähnliches. Einzelne oder mehrere Parameter können regel¬ bar sein, also nach Maßgabe von erfassten, rückgeführten Werten korrigiert werden.
Figur 2 zeigt schematisch den regelungstechnischen Teil einer Steuerung. 12 symbolisiert den Regler der Figur 1. Nicht gezeigt ist der programmtechnische Teil, der ebenso vorhanden sein kann. Er kann ein Bearbeitungsprogramm gespeichert haben, das die einzel¬ nen Maschinenkomponenten steuert und jeweils Ansteuerparameter und Sollwerte für Steuerungen und Regelungen vorgibt. Die Steuerung 12 kann digital aufgebaut sein und kann an der Schnittstelle hin zum Prozess nicht gezeigte Analog-/Digitalwandler aufweisen. Abhängig vom jeweiligen Betriebszustand kann die Steuerung 12 bzw. Regelung 12 jeweils Vorgabewerte erhalten, die beispielweise einem Speicher 13 entnommen sind oder vom genannten Steuerungsprogramm ermittelt werden.
In Figur 2 ist die Steuerung 12 schematisch als aus zwei Teilen bestehend gezeigt, nämlich einerseits einem Regler 21 für den herkömmlichen Antrieb 3b des Schneidwerkzeugs 7, also beispielsweise eines Elektro¬ motors für einen Bohrer. Der reale Prozess ist inso¬ weit durch Kasten 3b symbolisiert. 14a symbolisiert Sensorik betreffend die herkömmliche Schneidbewegung, die über Leitung 16a zurückgeführt wird.
Es ist ein weiterer Regler 22 vorgesehen, der die erfindungsgemäße Vibrationsbewegung steuert bzw. re- gelt. Er gibt über Leitung 15b Signale an den realen Prozess ab, insbesondere an die Vibrationseinheit 11. 14b symbolisiert Sensorik für vibrationsspezifische Werte, die über Leitung 16b zurückgeführt werden kön¬ nen .
Grundsätzlich können Vibrationsbewegung und
Schneidbewegung gleichzeitig eingesteuert werden oder abwechselnd eingesteuert werden. Die Steuerungen der einzelnen Bewegungen können auf Steuerungs- bzw. Rege- lungsebene unabhängig voneinander nach Maßgabe jewei- liger individueller Vorgaben erfolgen, oder sie kann verschränkt erfolgen, indem beispielsweise Ausgabesig¬ nale 15a für den herkömmlichen Schneidbewegungsantrieb auch in den Regler 22 für den Vibrationsantrieb einge- führt werden (Leitung 23) und/oder umgekehrt, indem
Ausgabesignale 15b für den Vibrationsantrieb 11 in den Regler 21 für den Schneidantrieb eingegeben werden (Leitung 24) . Auch kann die Rückführung von Signalen 16a, 16b, wenn sie vorgesehen ist, auch „über Kreuz" erfolgen, also indem der Regler 22 für den Vibrationsantrieb Prozesssignale betreffend die Schneid¬ bewegung erhält (Leitung 16a) und/oder umgekehrt, indem der Regler 21 für die Schneidbewegung Prozesssignale betreffend die Vibrationsbewegung erhält (Leitung 16b) . Die Verknüpfung und Verschränkung der einzelnen Parameter kann formelmäßig oder anhand von Tabellen erfolgen, die geeignet hinterlegt sind und vorgehalten werden . Es kann aber auch eine vergleichsweise einfache
Steuerung vorgesehen sein, die gegebenenfalls auch völlig ohne Rückführung die Schneidbewegung und die Vibrationsbewegung einfach nach Maßgabe von Vorgabewerten steuert, wobei aber natürlich die Vorgabewerte in Bezug aufeinander ermittelt worden sein können.
Es können eine oder mehrere Vibrationseinhei¬ ten 11 vorgesehen sein. Es kann zum Beispiel eine erste Vibrationseinheit 11 nahe am Werkzeug 7 vorgesehen sein und eine zweite Vibrationseinheit 11 nahe am Werkstück 6 oder Werkstücktisch 4. Sie können einzeln steuerbar/regelbar oder in Bezug aufeinander steuerbar/regelbar ausgelegt sein, ähnlich wie dies bezugnehmend auf Schneidbewegungssteuerung 21 und Vibrati- onsbewegungssteuerung 22 Bezug nehmend auf Figur 2 erläutert wurde. Es kann eine einzelne Vibrationsein¬ heit 11 auch für die Vibration längs mehrerer Achsen ausgelegt sein, wobei die einzelnen Achsen unabhängig voneinander ansteuerbar sein können.
Es sei darauf verwiesen, dass Figur 2 nur Teile der Gesamtsteuerung zeigt. Nicht gezeigt sind die An- steuerung herkömmlicher Komponenten (z. B. Stellachsen, Werkzeugwechsler) , die aber ebenso vorhanden sein kön- nen. Die Steuerung 12 kann Teil eines Prozessrechners sein, der entsprechend den Anforderungen ausgestattet ist .
Die Sensorik in der Werkzeugmaschine 10 kann ei- nen oder mehrere der folgenden Sensoren aufweisen, wobei insoweit der Begriff „Sensor" auch komplexere Aus¬ wertungsmechanismen mit enthalten kann: Sensor für
Vibrationsamplitude oder Vibrationsamplitudenänderung im Bereich der Frequenz der Vibrationseinheit 11, Sen- sor für Spannung und/oder Strom an einem der Antriebe, insbesondere am Vibrationsantrieb 11, gegebenenfalls auch für die Phasenlage zwischen Spannung an Strom am jeweiligen Antrieb, und gegebenenfalls die Änderungen der jeweiligen Werte (Strom, Spannung, Phase) , Sensor für die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidbearbeitung. Weitere Sensoren können vorgesehen sein.
Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer schnell wechselbaren Werkzeugeinheit 30. Sie weist das eigentliche Werkzeug 7 auf, beispielsweise einen Schaftfräser. Darüber hinaus weist sie die Vibrationseinheit 11 auf. Sie weist weiter eine Energie¬ zuführung 31 auf und ein Kupplungsteil 5a, um die
Werkzeugeinheit 30 mit der Werkzeugmaschine verbinden zu können. Die Kupplungsteil 5a kann eine übliche Ke¬ gelkupplung oder Ähnliches sein. Zwischen Vibrationseinheit 11 und Werkzeug 7 kann die Werkzeugschnitt¬ stelle 5b vorgesehen sein, die den Austausch des Werk- zeugs 7 erlaubt.
Die Vibrationseinheit 11 kann eine elektromecha- nisch betätigte Vibrationseinheit sein oder eine pie¬ zoelektrisch betätigte Vibrationseinheit. In beiden Fällen ist elektrische Energie von Nöten. Sie kann ü- ber eine herkömmliche elektrische Verbindung zugeführt werden, die im Falle von sich drehenden Werkzeugen dann allerdings schleifend und damit relativ kompli¬ ziert ausgelegt sein müsste. Die Energiezuführung kann aber auch drahtlos erfolgen, beispielsweise induktiv, indem in der Werkzeugeinheit zum Beispiel eine Induk¬ tionsspule 32 vorgesehen ist, relativ zu der sich ein externes Magnetfeld, angedeutet durch Pfeil 33, ändert. Bspw. kann die Spule 32 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse eines rotierenden Werkzeugs liegen und von einem sich mit einer bestimmten Frequenz ändernden äußeren Magnetfeld durchsetzt sein. Sie kann aber auch so ausgerichtet sein, dass sie in einem statischen äu¬ ßeren Magnetfeld schon aufgrund der Drehbewegung des Werkzeugs ein sich änderndes Magnetfeld durch die Spu¬ lenfläche hindurch erfährt. Es entsteht eine induzier¬ te Wechselspannung, die direkt auf die Aktoren gegeben werden kann. Es können aber auch weitere (nicht gezeigte) elektrische oder elektronische Elemente zur Spannungsformung .
Der Vorteil der Ausführungsform der Figur 3 ist es, dass eine so ausgebildete Werkzeugeinheit 30 rela¬ tiv einfach in einer herkömmlichen Werkzeugmaschine 10 verwendet werden kann. Insbesondere müssen nicht e- lektrische Kontakte vorgesehen werden. Zur Sicherung der hinreichenden Wirksamkeit der induktiven Kopplung kann es allerdings notwendig sein, lokal ein geeigne¬ tes Magnetfeld zu erzeugen.
Figur 4a zeigt schematisch eine Darstellung zur Erläuterung von Richtungsangaben bei einem Fräser als Werkzeug 7. Gezeigt ist schematisch ein sich von links nach rechts über eine Werkstückoberfläche voranarbei¬ tender Schaftfräser (Pfeil 74) . Er dreht sich gemäß Pfeil 42 gegen den Uhrzeigersinn um Achse 43. 71 sind die Schneidkanten des Schaftfräsers. Die relative Schneidbewegung zwischen Fräser 7 und Werkstück 6 verläuft auch in Richtung des Pfeils 74 (x-Richtung) . Die Vibrationsbewegung kann rechtwinklig dazu sein, etwa senkrecht zur Zeichnungsebene (y-Richtung) . Die Vibra¬ tionsrichtung kann aber auch anders als gezeigt sein, etwa längs x-Richtung oder längs z-Richtung oder kann schräg zu diesen Richtungen liegen.
Figur 4b zeigt schematisch eine Darstellung zur Erläuterung von Richtungsangaben bei einem Bohrer als Werkzeug 7. Gezeigt ist schematisch ein in einem Werkstück 6 steckender Bohrer 7. 71 symbolisiert eine Schneidkante des Bohrers. Im herkömmlichen Betrieb dreht sich der Bohrer 7 um seine Achse 73 wie durch Pfeil 74 angedeutet. Jeder Punkt auf der Schneidkan¬ te 71 führt dann eine kreisförmige Schneidbewegung wie durch Pfeil 74 angedeutet aus. Der Schneidbewegung, symbolisiert durch Pfeil 74, kann erfindungsgemäß eine Vibrationsbewegung 75 überlagert werden, oder die Bewegungen 75, 74 werden abwechselnd vollzogen. Figur 4b zeigt eine Ausführungsform, in der die Vibrationsbewe¬ gung längs Pfeil 75 erfolgt, also in Richtung der Boh- rerachse 73 (z-Richtung) . Die Vibrationsbewegung 75 ist nicht parallel zur Schneidbewegungsrichtung 74. Sie kann in etwa rechtwinklig dazu sein oder insbesondere in Richtung der Bohrerachse. Sie ist in der ge¬ zeigten Ausführungsform nicht parallel zur lokalen Werkstückoberfläche unter der Bohrerschneidkante.
Vielmehr stößt sie ansatzweise in die Oberfläche hin¬ ein .
Das Werkzeug kann im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen auf die auch vibrierende Bewegung hin aus- gelegt sein. Beispielsweise können bestimmte Flächen oder Kanten des Werkzeugs aufgeraut oder in bestimmter Weise im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen modifiziert sein. Insbesondere kann beispielsweise die Span- fläche eines Werkzeugs oder die Schneidkante eines Werkzeugs oder die Freifläche eines Werkzeugs aufge¬ raut oder gezahnt sein, zumindest bereichsweise, um die Wirksamkeit der Vibrationsbewegung in gewünschter Weise einstellen zu können. Das Werkzeug kann auch so gestaltet sein, dass im Hinblick auf die gewünschte Vibrationsanregung bestimmte Resonanzfrequenzen des Werkzeugs gegeben oder in bestimmten Frequenzbereichen vermieden sind. Es kann eine vorgegebene Verstimmung (Unterschied) zwischen Resonanzfrequenz des Werkzeugs und Anregungs frequenz der Vibration vorliegen, die gesteuert sein und ggf. auch regelungstechnisch gehalten werden kann. Die Werkzeuggestaltung kann durch gezielte Materialhinzufügungen oder Materialwegnahmen am Werkzeug erfolgen.
Die bisher beschriebenen Merkmale der Erfindung können wie folgt zusammengefasst und aufgezählt wer¬ den : 1. Werkzeugmaschine (10) mit einem Werkzeug (7) mit einer definierten Schneide (71) zur Werkstückbearbeitung mit einer Schneidbewegung (74) des Werkzeugs (7) relativ zum Werkstück (6), und mit einer Vibrationseinheit (11) zum Erzeugen einer Vibrationsbewegung (75) zwischen Werkzeug (7) und Werkstück (6) . 2. Werkzeugmaschine nach oben 1, bei der die Vib¬ rationseinheit (11) dazu ausgelegt ist, das Werkzeug (7) oder den Werkstücktisch (6) in vibrierende Bewegung (75) zu versetzen.
3. Werkzeugmaschine nach oben Anspruch 1 oder 2, bei der die Vibrationseinheit (11) zur Erzeugung einer längs einer Richtung reversierenden Vibration (75) ausgelegt ist, wobei die Richtung parallel oder recht¬ winklig zur Richtung der Schneidbewegung (74) ist oder unter einem bestimmten Winkel dazu verläuft.
4. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 3, bei der das Werkzeug (7) ein Bohrer, ein Fräser, insbesondere ein Schaftfräser, ein Hobel oder ein Drehmeißel ist.
5. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 4, bei der das Werkzeug (7) ein Schaftfräser oder ein Bohrer ist und die Vibrationseinheit (11) zum Vibrieren des
Schaftfräsers bzw. des Bohrers (7) in einer Richtung (75) parallel oder senkrecht zu seiner Drehachse (73) oder unter einem bestimmten Winkel dazu ausgelegt ist.
6. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 5, mit mehre¬ ren abhängig oder unabhängig voneinander ansteuerbaren Vibrationseinheiten (11) .
7. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 6, bei der die Vibrationseinheit (11) einen elektromagnetischen oder einen piezoelektrischen Antrieb aufweist und vorzugsweise mit einer Vibrationsfrequenz größer 5 kHz oder größer 10 kHz oder größer 20 kHz arbeitet. 8. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 7, mit einer
Steuerung (12) zur Steuerung der Scheidbewegung (74) und zur Steuerung der Vibrationsbewegung (75).
9. Werkzeugmaschine nach oben 8, mit einer Ein- richtung (21) zur Steuerung eines oder mehrerer einstellbarer Parameter der Schneidbewegung (74) nach Maßgabe eines oder mehrerer einstellbarer oder ermittelter Parameter der Vibrationsbewegung (75) , und/oder mit einer Einrichtung (22) zur Steuerung eines oder mehrerer einstellbarer Parameter der Vibrationsbewegung (75) nach Maßgabe eines oder mehrerer einstellba¬ rer oder ermittelter Parameter der Schneidbewegung.
10. Werkzeugmaschine nach oben 8 oder 9, mit ei- nem oder mehreren Sensoren (14) zur Erfassung eines oder mehrerer Parameter betreffend die Schneidbewegung (74) und/oder betreffend die Vibrationsbewegung (75), insbesondere von Vibrationsamplitude und/oder Spannung und/oder Strom an einem oder mehreren der Aktoren und/oder Phasenlage zwischen zweien von mechanischer Vibration, Spannung und Strom der Vibrationseinheit (11), und/oder von Vorschubgeschwindigkeit (77) der Schneidbearbeitung . 11. Werkzeugmaschine nach oben 8 bis 10, bei der die Steuerung (12) die Schneidbewegung (74) und die Vibrationsbewegung (75) gleichzeitig oder mit dem gleichen Werkzeug jeweils einzeln hervorrufen kann.
12. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 11, bei der das Werkzeug (7) eine zumindest bereichsweise aufge- raute Spanfläche oder Freifläche oder Schneidkante aufweist .
13. Werkzeugmaschine nach oben 1 bis 12, bei der das Werkzeug (7) auswechselbar ist und die Vibrations¬ einheit (11) im auswechselbaren Werkzeug vorgesehen ist, wobei die Vibrationseinheit (11) vorzugsweise ei- ne Einrichtung (31 - 35) zum drahtlosen Empfangen von Energie aufweist.
14. Werkstückbearbeitungsverfahren, bei dem relativ zwischen einem Werkzeug mit einer definierten Schneide und einem Werkstück eine Schneidbewegung und eine Vibrationsbewegung hervorgerufen wird, wobei die Schneidbewegung und die Vibrationsbewegung sowohl gleichzeitig als auch jeweils einzeln verwendet werden können .
15. Verfahren nach oben 14, bei dem die Vibration längs einer translatorischen und/oder um eine rotatorische Achse herum erfolgt. Zweite Ausführungs form
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagert eine erste
Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass ein oder mehrere Kennwerte der ersten Vibrationsbewe¬ gung nach Maßgabe eines oder mehrerer Kennwerte der Schneidbewegung eingestellt werden.
Die Kennwerte der Scheidbewegung wie auch die der Vibrationsbewegung können während der Werkstückbearbeitung mindestens zeitweise konstant, können aber auch veränderlich sein.
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere wie oben, wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagerte eine erste Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass die Vibrationsbewegung unterscheidbare Oberflächenbereiche und/oder Feinstruktu- rierungen der Oberfläche des Werkstücks bewirkt. Die erste Vibrationsbewegung kann nach Maßgabe der Position des Werkzeugs und vorzugsweise auch nach Maßgabe von Daten, die das zu fertigende Werkstück beschreiben, gesteuert werden.
Bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere wie oben, wird relativ zwischen beiden eine Schneidbewegung und ihr überlagerte eine erste Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen, dass die hinterlassene Oberfläche ge¬ genüber einer Bearbeitung ohne erste Vibrationsbewe¬ gung verändert ist.
Die überlagerte erste Vibrationsbewegung kann sich in einer Raumdimension erstrecken oder in zwei Raumdimensionen (beispielsweise in Ebene parallel zur momentanen Werkstückoberfläche) oder in allen dreien.
Die Vibrationsbewegung kann moduliert sein. Die Modulation kann nach Maßgabe von Größen der Schneidbewegung und/oder nach Maßgabe von Werkstückdaten
und/oder nach Maßgabe des Bearbeitungsfortschritts und/oder nach Maßgabe externer Größen wie etwa Zeit oder externe Eingaben erfolgen.
Es kann ein angepasstes Werkzeug verwendet werden insbesondere eines, das eine oder mehrere geometrisch definierte Schneiden hat und dessen Schneide (n) an die Amplitude der Vibrationsbewegung angepasst ist, insbe¬ sondere derart, dass ein Schneidenbereich eine Strukturierung aufweist, deren Abmessung in der Größenordnung der Amplitude der ersten Vibrationsbewegung liegt Die Strukturierung des Schneidenbereichs kann bei¬ spielsweise so sein, dass eine Schneidkante eine Länge hat, die der genannten Dimensionierung entspricht. Bei einem Werkzeug kann auch eine eigentlich kontinuierliche Schneidkante durch eine oder mehrere Unterbrechun¬ gen in mehrere Bereiche unterteilt sein, wobei dann die Längen der Unterbrechungen und/oder die Längen der Schneidkantenbereiche und/oder die Schrittweite von Bereich zu Bereich der genannten Dimensionierung entsprechen. Die Unterbrechungen können selbst wieder als Schneidkanten ausgebildet sein, so dass sich insoweit ein Werkzeug mit stufiger Scheidkante ergibt.
Mit den oben und auch den nachfolgend genannten Aspekten können die Merkmale der ersten Ausführungs- form weitergebildet werden, sie sind miteinander kombinierbar, soweit dies technisch nicht ausgeschlossen ist .
Soweit von Bewegungen zwischen Werkzeug und Werk- stück angesprochen sind, sind dies Relativbewegungen zwischen beiden, ohne dass damit zwingend eine Aussage dahingehend verknüpft sein soll, welche der beiden Komponenten tatsächlich (gegenüber dem Maschinenrahmen als Bezugssystem) bewegt wird. Dies kann separat defi- niert werden.
Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Möglichkeit der Einstellung eines oder mehrerer Parameter der Vibrationsbewegung und eines oder mehrerer Parameter der Schneidbewegung in Bezug aufeinander. Fig. 5a ist eine schematisch/perspektivische Ansicht der Anordnung, während Fig. 5b eine schematische Draufsicht auf eine hinterlassene Werkstückoberfläche nach der Bearbeitung ist. Es wird angenommen, dass die Maschine eine Dreh- maschine und dementsprechend das Werkzeug 7 ein Dreh- meißel mit einer Schneidkante 71 ist. Das Werkstück 6 dreht sich längs Pfeil 52 um Achse 59, die sich in z- Richtung streckt. Der Drehmeißel selbst wird linear längs Pfeil 53 vorgeschoben. Auf der Werkstückoberflä¬ che ergibt sich damit prinzipiell eine durch die Spi¬ rale 51 angedeutete Spiralbahn als Schneidbewegung des Werkzeugs 7 auf dem Werkstück 6.
Der Vorschubbewegung 53 der Schneidbewegung ist eine Vibrationsbewegung 54 überlagert. In der gezeigten Ausführungsform ist es eine lineare Vibrationsbe¬ wegung, die sich parallel zur Vorschubbewegung 53 erstreckt. Längs Richtung 54 (parallel zu 53 und Achse 59 und z-Achse) vibriert der Drehmeißel, beispielswei¬ se indem er durch einen entsprechenden Antrieb in Vibration versetzt wird. Die Vibration des Drehmeißels ist neben der Qualität (translatorisch oder rotatorisch) und der Richtung (Pfeil 54) durch Frequenz, Amplitude und gegebenenfalls auch Wellenform der Vib¬ rationsbewegung gekennzeichnet. Einer oder mehrerer dieser Parameter kann im Bezug auf einen oder mehrere Parameter der Schneidbewegung (Drehung 52, Vorschub 53) festgelegt werden. Auch Kennwerte des Werkzeugs können zur Dimensionierung eines oder mehrerer Kennwerte der Vibrationsbewegung herangezogen werden.
So können beispielsweise die Frequenz fv der ers¬ ten Vibrationsbewegung und die Umlauffrequenz des Werkstücks fs der Formel fv = (n+kl)*fs genügen, wobei n eine ganze Zahl ist und kl ein Versatz zwischen 0 und 1 ist. Wenn beispielsweise n=100 und kl=0,5 gilt, dann finden pro Umlauf des Werkstücks 100,5 Vibratio¬ nen des Werkstücks statt, sodass in Umfangsrichtung betrachtet im späteren Umlauf ein Minimalwert der Vib- rationsauslenkung auf einen Maximalwert der Vibrationsauslenkung im früheren Umlauf trifft. Wenn dann noch die Vorschubgeschwindigkeit vs (Schneidbewegung gemäß Pfeil 53) und die Schneidkantenlänge ls geeignet dimensioniert sind, ergeben sich bestimmte Muster auf der hinterlassenen Werkstückoberfläche. Fig. 5b zeigt ein Beispiel hierzu.
In Fig. 5b zeigen die gestrichpunkteten Linien 51a, 51b, 51c, ... einzelne Windungen der in Fig. 5a gezeigten Spirale. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich diese Strukturen nicht als solche auf der Werkstückoberfläche zu sehen sind, sondern nur Markierungen idealer Verläufe sind, die real in der gezeigten Weise nicht zu sehen sind. Die Linien 55a, 55b, 55c, ... zeigen eine überlagerte Bewegung, die sich aus der Überlagerung von Schneidbewegung (Pfeile 52, 53) einerseits und Vibrationsbewegung (Pfeil 54) andererseits ergibt. Auch die Linien 55a sind ideale Widergaben idealer Verläufe. Es zeigt sich aber, dass Maxima und Minima benachbarter Spuren 55 eine feste Phasenlage Δ zueinander haben, sodass sich beispiels¬ weise Makrostrukturen herausbilden können, wie sie durch Linien 56a, 56b, 56c,... angedeutet sind. Fig. 5c zeigt schematisch eine Struktur, wie sie tatsächlich von einem vibrierenden Werkzeug auf der Werkstückoberfläche hinterlassen sein kann. 51 und 55 bezeichnen abermals die makroskopische Spiralbahn be- ziehungsweise die vibrierende Bahn des Werkzeugs. 71' bezeichnet an zwei Stellen die Länge der Schneidkante 71 des Werkzeugs 7. Die Striche 71' sind insoweit le¬ diglich als schematische Lageangaben der Schneidkante zu einem bestimmten Zeitpunkt des Bearbeitungsvorgangs zu verstehen. Die Schneidkanten räumen die Furchen aus, die bei bestimmter Wahl der Arbeitsparameter zu Überlappungen der Maxima und Minima in den einzelnen Umläufen führen, so dass, beispielsweise wie gezeigt, Inseln 58 stehen bleiben können. Es entsteht auf diese Weise eine strukturierte Oberfläche mit Mustern, die nicht zufällig entstanden sind.
Die Größe und die absolute und relative Lage der Strukturen zueinander hängt von den einzelnen Parame- tern der Vibrationsbewegung einerseits und der
Schneidbewegung andererseits ab. Die verschiedenen Parameter können mindestens zeitweise konstant einer o- der mehreren der folgenden Formeln genügen und dementsprechend gewählt oder gesetzt oder eingestellt wer- den: fv (nl+kl) *fs (1)
av k2*vs/fs = k2*ss (2)
ls k3*av = k4*ss (3) Die Größe fv ist die Vibrationsfrequenz der ersten Vibrationsbewegung, fs ist die Umlauffrequenz
(Drehzahl) des Drehteils, av ist die Amplitude der
Vibrationsbewegung, die senkrecht zur Drehbewegung und senkrecht oder parallel zur Werkstückoberfläche ge¬ richtet sein kann, vs ist die Vorschubgeschwindigket des Drehmeiseis, ss ist die Schrittweite des Vorschubs pro Umlauf, ls ist die Länge der Schneidkante 71 bzw. von Schneidkantensegmenten 71a, 71b, nl ist eine ganze Zahl, und kl bis k3 sind reelle Anpassparameter. Mit kl zwischen 0 und 1 kann ein Phasenversatz entsprechend Δ in Fig. 5a zwischen 0° und 360° bewirkt werden. Wenn k2 = 0,5 ist, berühren sich die Mittellinien der Maxima der einzelnen Umläufe gerade. Wenn k4 kleiner 1 ist, räumt der Drehmeisel eine Spur aus, die weniger breit ist als die Schrittweite ss, so dass Material stehen bleibt. Wenn dagegen k4 größer 1 ist, bleibt kein Material stehen. Insgesamt kann k4 ein Faktor sein, dessen Untergrenze 0,01 oder 0,02 oder 0,05 oder 0,1 oder 0,2 oder 0,5 sein kann und/oder dessen Obergrenze 0,1 oder 0,2 oder 0,5 oder 1 oder 2 sein kann.
Vorstehend wurde eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Vibrationsbewegung 54 parallel zur Werk- stückebene liegt. Es kann aber auch Ausführungsformen geben, bei der die überlagerte Vibrationsbewegung 54 senkrecht zur Werkstückebene liegt. In Fig. 5a wäre dies eine Vibration auf die Drehachse 59 zu und von ihr wieder weg. Es ergeben sich dann unterschiedlich tiefe Ausräumungen auf der Werkstuhloberfläche durch die Schneidekante 71 des Drehmeißels 7. Bei geeigneter Phasenlage Δ können auf diese Weise beispielsweise Ka¬ näle entstehen, die bei Δ = 0 parallel zur Drehachse 59 laufen und bei Δ Φ 0 schräg zur Drehachse laufen können. Die Schneidkantenlänge ls kann dann größer als die Schritttweite ss pro Umlauf sein.
Bei einer fräsenden Bearbeitung eines Werkstücks können Parameter mindestens zeitweise konstant wie folgt nach einer oder mehreren der folgenden Gleichungen gewählt oder gesetzt oder eingestellt werden: fv = vs/lw ... (4 )
φ = k5*n ... (5)
Die Größe fv ist die Vibrationsfrequenz der ersten Vibrationsbewegung, vs ist die Vorschubgeschwin- digket der Scheidkante auf der Werkstückoberfläche und lw ist die Wellenlänge des sich auf der Werkstückober¬ fläche abbildenden Musters der Vibration, φ ist der Phasenversatz in Vorschubrichtung der Schneidkante zwischen mehreren Paaren von Mustern in benachbarten Frässpuren, und k5 ist ein Faktor, der zwischen -1 und 1 liegen kann. Damit kann ein über mehrere Spuren hinweg konstanter Phasenversatz zwischen benachbarten Frässpuren eingestellt werden, der auch 0 sein kann.
Beim Bohren können Parameter mindestens zeitweise konstant wie folgt nach einer oder mehreren der fol- genden Gleichungen gewählt oder gesetzt oder einge¬ stellt werden: fv = (n2+k6) *fs ... (6) av = k7*vv/fs ... (7) ls = k8*av ... (8)
Die Größe fv ist die Vibrationsfrequenz der ers¬ ten Vibrationsbewegung, fs ist die Umlauffrequenz (Drehzahl) des Bohrers, av ist die Amplitude der Vib¬ rationsbewegung, die senkrecht zur Drehbewegung und senkrecht oder parallel zur Werkstückoberfläche ge¬ richtet sein kann, vv ist die Vorschubgeschwindigket des Bohrers längs der Bohrerachse, ls ist die Länge von Schneidkantensegmenten 71a, 71b an der den Drall¬ winkel bestimmenden Seitenkante des Bohrers, n2 ist eine ganze Zahl, und k6 bis k8 sind reelle Anpasspara¬ meter mit 0 < k6, k7, k8 < 1. Wenn die Schneidbewegung eine zweite Vibrations¬ bewegung eines über die Werkzeugoberfläche vorgescho¬ benen Werkzeugs ist, können Parameter mindestens zeit¬ weise konstant nach einer oder mehreren der folgenden Gleichungen gewählt oder gesetzt oder eingestellt wer- den : fvl = k6*fv2
cp2 = k7*n
fvl = vs/lwl
fv2 = vs/lw2 lwl = k8*lw2 ... (13)
Die Größen fvl, fv2 sind die Vibrationsfrequenzen der ersten bzw. der zweiten Vibrationsbewegung, φ ist ein einstellbarer Phasenversatz zwischen den beiden
Vibrationen, wenn sie gleiche Frequenz oder ein rationales Frequenzverhältnis haben, der auch 0 sein kann. Die Größe vs ist die Vorschubgeschwindigket des Werk¬ zeugs auf der Werkstückoberfläche und lwl und lw2 sind die Wellenlängen der sich auf der Werkstückoberfläche abbildenden Musters der ersten bzw. zweiten Vibrqation. k6 ist ein Faktor, der ganzzahlig oder reziprok zu ganzzahlig sein kann. Er kann auch rational mit niedrigen Zahlen im Zähler und Nenner sein (etwa 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 2/3, 2/5, 3/4, 3/5, 4/5) oder reziprok dazu, so dass sich entsprechende kombinierte Lissajous- Schwingungsmuster des Werkzeugs auf der Werkstückoberfläche ergeben. k8 ist ein Faktor, der ganzzahlig oder reziprok zu ganzzahlig sein kann. Er kann auch ratio- nal mit niedrigen Zahlen im Zähler und Nenner wie oben angegeben sein.
Allgemein können ein oder mehrere Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung nach Maßgabe eines oder meh- rerer Kennwerte der Schneidbewegung eingestellt werden. Es können auch umgekehrt ein oder mehrere Kennwerte der Schneidbewegung nach Maßgabe eines oder mehrerer Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung eingestellt werden. In den oben genannten Formeln (1) bis (13) kann der Wert auf der linken Seite der jeweiligen For- mel nach Maßgabe der Werte auf der rechten Seite be¬ stimmt und dann gesetzt werden. Die Formeln können aber auch nach einem Wert auf der rechten Seite aufgelöst werden, so dass dieser dann bestimmt und gesetzt werden kann.
Die vorstehenden Ausführungsformen wurden Bezug nehmend auf ein Werkzeug mit geometrisch definierter Schneide (Drehmeißel, Bohrer, Fräse, ...) beschrieben. Sie können qualitativ und quantitativ auch auf Werkzeuge mit geometrisch nicht definierter Schneide ange¬ wendet werden, beispielsweise Ultraschallwerkzeuge.
Bisher beschrieben wurden Abstimmungen von
Schneidbewegung und erster Vibrationsbewegung, die getroffen wurden, um bestimmte Strukturierungen zu erreichen. Es kann aber auch gewünscht sein, das Entstehen bestimmter Strukturierungen zu vermeiden, so dass die Parameter von Schneid- und Vibrationsbewegung unter diesem Aspekt gesetzt werden. Dies kann das (qua¬ si- ) zufallsbedingte und auch zeitveränderliche Setzen Setzen und/oder das kontinuierliche Verändern eines oder mehrerer Parameter der Schneid- und der Vibrationsbewegung umfassen. Es können hierbei bei Parametern (z. B. Amplitude und/oder Frequenz der ersten Vibrationsbewegung, Drehzahl = Umlauffrequenz des Werkzeugs, Vorschubgeschwindigkeit) bestimmte Wertebereiche ein¬ gehalten oder vermieden werden. Es können Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen vorgesehen sein, die sicherstellen, dass die vorgegebenen Bewegungsparameter eingehalten werden. Für einen oder mehrere der jeweils gesetzten Bewegungsparameter kann geeignete Sensorik vorgesehen sein, so dass der Parameter rückführend geregelt werden kann. Es können aber auch Präzisionssteuerungen verwendet werden, die mit festlegbarer Genauigkeit die gewünschten Parameter einstellen .
Bezug nehmend auf Fig. 6 wird eine Ausführungs¬ form beschrieben, bei der die Vibrationsbewegung in der Weise hervorgerufen wird, dass unterscheidbare 0- berflächenbereiche entstehen. Gezeigt ist in Fig. 6b ein schematischer Schnitt durch ein Werkstück 6 und ein Werkzeug 7. Das Werkzeug 7 kann ein Werkzeug mit geometrisch nicht definierter Schneide sein, beispielsweise ein Ultraschallwerkzeug, mit dem komplexe Geometrien gefertigt werden können. 61 symbolisiert den Vorschub des Werkzeugs 7 relativ zum Werkstück 6 durch einen nicht gezeigten Mechanismus. 62 symboli¬ siert eine als Rotationsvibration ausgelegte Schneid¬ bewegung um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene.
Statt einer Rotationsvibration 62 kann auch eine herkömmliche Rotation um die genannte Achse herum erfol¬ gen. 61 und 62 bilden zusammen die Schneidbewegung.
Ihr zeitweise überlagert werden kann eine weitere Vibrationsbewegung 63, die beispielsweise eine trans¬ latorische Vibration senkrecht zur Zeichenebene sein kann. Wenn sich das Werkzeug 7 innerhalb der gepunkte¬ ten Bereiche 64a der Oberfläche des Werkstücks befin¬ det, wird die Vibrationsbewegung 63 zugeschaltet, wäh¬ rend sie dann, wenn sich das Werkzeug in den Oberflä- chenbereichen 64b befindet, abgeschaltet wird. Es er¬ geben sich dadurch unterschiedliche Bearbeitungsmuster auf der Oberfläche, die zu unterscheidbaren Oberflä¬ chenbereichen führen. Die Unterscheidbarkeit kann schon mit dem bloßen Auge gegeben sein, oder sie kann sich durch Untersuchung der Oberfläche mittels Appara¬ ten ergeben.
Das Zu- und Abschalten der Vibrationsbewegung 63 zur Schneidbewegung 61, 62 kann nach Maßgabe von Werk- stückdaten erfolgen. Es kann aber auch nach Maßgabe von Werkzeugpositionen relativ zu früheren oder zukünftigen Werkzeugpositionen oder abstrakten Positionen im Raum (definierte Raumbereiche, definiert über Bereiche von Koordinaten in einem Koordinatensystem) erfolgen.
Die Mindestabmessung der einzelnen Bereiche 64 (in Fig. 6 die Breite der Streifen, sonst ggf. Mindestdurchmesser einzelner/isolierter Bereiche („In- sein")) kann ein Mehrfaches der Wellenlänge des Ab¬ bilds der ersten Vibrationsbewegung 63 auf der Werkstückoberfläche sein, etwa mindestens das Fünffache oder mindestens das Zehnfache. Wenngleich die Ausführungsform der Fig. 6 Bezug nehmend auf ein Werkzeug mit geometrisch nicht defi¬ nierter Schneide beschrieben wurde, ist die gleiche Vorgehensweise (Zuschalten bzw. Abschalten bzw. Modulieren einer Vibrationsbewegung 63) auch bei einem Werkzeug mit definierter Schneide (Bohrer, Drehmeißel, Fräser, ...) möglich.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine einer Schneidbewegung eines Werkzeugs überlagerte relative erste Vibrationsbewegung zwischen Werkstück und Werkstück so hervorgerufen werden, dass die hinterlassene Oberfläche gegenüber einer Oberflächenbearbeitung ohne die erste Vibrationsbewegung verändert ist. Die erste Vibrationsbewegung kann hierbei die Auswirkung haben, dass die Oberflächengüte mit ihr besser ist als sie es ohne sie wäre. Die Rauhigkeit mit überlagerter Vibra¬ tion kann gegenüber der Bearbeitung ohne überlagerte Vibration verringert sein.
Ganz allgemein kann die Abtragsleistung des Werkzeugs von der überlagerten Vibrationsbewegung 54, 63 relativ unbeeinflusst sein (Änderung <20% oder <10% oder <5%), sodass die überlagerte Vibrationsbewegung 54, 63 vorrangig der Oberflächenstrukturierung und weniger dem Abtrag von Material dient.
Die erste Vibrationsbewegung und die Schneidbewe¬ gung können vom gleichen oder von unterschiedlichen Antrieben hervorgerufen werden. Der gleiche Antrieb kann insbesondere dann verwendet werden, wenn die
Schneidbewegung ihrerseits eine Vibrationsbewegung ist. Es kann dann ein Vibrationsantrieb mit überlagerten elektrischen Signalen entsprechend der Schneidbewegung und der Vibrationsbewegung angesteuert werden.
Wenn verschiedene Antriebe verwendet werden, kön¬ nen sie beide auf Seiten des Werkzeugs oder beide auf Seite des Werkstücks vorgesehen sein, oder sie können verteilt auf Werkzeug einerseits und Werkstück ande¬ rerseits einwirken, jeweils relativ zum Maschinenrahmen .
Die erste Vibrationsbewegung kann eine Bewegungs¬ komponente haben, die parallel zur lokalen Werkstückoberfläche liegt, und/oder eine Bewegungskomponente, die senkrecht zur lokalen Werkstückoberfläche liegt. Die erste Vibrationsbewegung kann eine translatorische oder eine rotatorische Vibration sein.
Die Schneidbewegung kann eine zweite Vibrations¬ bewegung und/oder eine fortschreitende lineare
und/oder rotatorische Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück aufweisen. Die Schneidbewegung kann sich zusammensetzen aus einer Vorschubbewegung und einer weiteren Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung.
Bei einem Bohrer erfolgt die Vorschubbewegung längs der Bohrerachse, und die weitere Bewegung ist eine
Drehung um die Bohrerachse herum. Bei einer Drehbearbeitung kann die Vorschubbewegung ein Vorschieben des Drehmeißels längs einer Achse sein, während die weite¬ re Bewegung eine Drehung des Werkstücks um eine Achse herum sein kann. Bei einer Fräsbewegung kann die Vorschubbewegung ein relatives translatorisches Verschie¬ ben zwischen Werkzeug und Werkstück sein, während die weitere Bewegung eine Drehbewegung des Fräswerkzeugs um eine Achse herum ist.
Ganz allgemein kann die erste Vibrationsbewegung zeitveränderlich sein und insoweit als modulierte Schwingung aufgefasst werden. Die Modulation kann die Veränderung der Frequenz, der Amplitude (Sonderfall A n/Aus-Tastung) , der Wellenform oder der Phasenlage der ersten Vibrationsbewegung umfassen. Die Modulation kann nach Maßgabe von aus einem Speicher 13 abgerufenen oder gemessenen Werkstückdaten erfolgen oder nach Maßgabe lediglich von Positionsdaten des Werkzeugs relativ zum Werkstück oder nach Maßgabe bestimmter gemessener oder sonst wie erhaltener Prozessparameter, beispielsweise Parameter der Scheidbewegung.
Nach Maßgabe der Dimensionierungsvorschriften können die Parameter der einzelnen Bewegungen (erste Vibrationsbewegung, Schneidbewegung) einerseits und andererseits der Schneidkantengeometrie (insbesondere Schneidkantenlänge) gewählt und gesetzt werden.
Verbleibende Freiheitsgrade können zur Optimierung des gesamten Vorgangs verwendet werden. Die Vibrationsfrequenzen der ersten Vibrationsbewegung können über 100 Hz oder über 1000 Hz oder über 10.000 Hz liegen. Die Amplituden der ersten Vibrationsbewegung können über 1 Mikrometer oder über zwei Mikrometer oder über 5 Mikrometern oder über 10 Mikrometern liegen und können unter einem Millimeter oder unter 500 Mikrometern oder unter 200 Mikrometern liegen .
Die Steuerung 12 kann die in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren und Verfahrensschritte steuern bzw. regeln. Es kann geeignete Senso- rik für die Signalrückführung vorgesehen sein. Die Steuerung kann demnach auch Vorgaben für die Einstellung der genannten Bewegungsparameter geben, die sie beispielsweise wiederum dem Speicher 13 entnehmen kann
Ganz allgemein können Werkzeuge verwendet werden, die an die Beaufschlagung des Werkzeugs mit der überlagerten ersten Vibrationsbewegung angepasst sind. Fig 7 zeigt hierfür Beispiele. Es wird darauf hingewiesen, dass solche Werkzeuge als eigenständiger Teil der Er¬ findung angesehen werden.
Fig. 7a zeigt eine Ausführungsform eines Drehmei¬ ßels 7, bei dem die Schneidkantenlänge ls der Schneid¬ kante 71 kürzer ist als die Schrittweite ss pro Umdre¬ hung. Die Vibrationsamplitude av ist relativ klein und insbesondere kleiner als die Schneidkantenlänge, aber doch ein merklicher Anteil davon, beispielsweise >2% oder >5%, aber <50% oder <25% der Schneidekantenlänge ls .
Fig. 7b zeigt ein Werkzeug mit geometrisch defi- nierter Schneide (im gezeigten Beispiel einen Drehmei¬ ßel) , dessen Schneidkante 71 unterbrochen beziehungs¬ weise segmentiert ist. Die Schneidkante 71 ist unter¬ teilt in Segmente 71a, 71b, 71c und 71d, die jeweils für sich geschärfte Schneidkanten sein können, aber beispielsweise unterschiedliche Abschnitte zur Dreh¬ achse 59 des Werkstücks haben. Gezeigt ist ein Bei¬ spiel bei dem Schneidkantenteile abwechselnd einen o- der einen anderen von zwei möglichen Abständen zur Drehachse 59 haben. Die Schneidkantenlängen lsa, lsb, lsc, lsd der einzelnen Schneidkantenteile 71a, 71b,
71c, 71d können zueinander gleich oder voneinander unterschiedlich sein. Sie können jeweils für sich der Dimensionierungsvorschrift der obigen Formel (3) in Bezug auf die Amplitude der Vibrationsbewegung oder der Schrittweite genügen. Es kann aber auch die Gesamtlänge ls über alle Teile hinweg in die Dimensio¬ nierungsvorschrift eingesetzt werden.
Ein angepasster Bohrer kann an einer oder mehre- ren seiner Seitenkanten ein oder mehrere, ggf. längs der Kante beabstandete Schneidkantensegmente 71a auf¬ weisen. Schneidkantensegmente 71a auf der einen Sei¬ tenkante können axial an anderer Position liegen als Schneidkantensegmente an einer anderen Seitenkante. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Datenträger mit computerlesbarem Code darauf, der bei Verwendung in einer geeigneten, digital von einem Programm gesteuerten Werkzeugmaschine diese zur Implementierung der beschriebenen Verfahren als Ganzes bzw. der einzelnen Verfahrensschritte veranlasst. Der Code kann ausführbarer Code sein oder Datencode oder ein Hybrid aus beiden sein.
Merkmale, die in dieser Beschreibung zum Stand der Technik oder zur Erfindung dargestellt sind, sollen auch dann miteinander kombinierbar sein, wenn dies nicht ausdrücklich gesagt ist, soweit die Kombination technisch möglich ist, auch über die verschiedenen Ausführungsformen hinweg. Beschreibungen zu Verfahrensschritten sollen auch als Beschreibung von diese Schritte implementierenden Einrichtungen verstanden werden, und Beschreibungen zu bestimmten Einrichtungen und Komponenten sollen auch als Beschreibung von von diesen Einrichtungen und Komponenten implementierten Verfahrensschritten verstanden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, bei dem das Werkzeug am Werkstück in Eingriff steht und zwischen beiden eine Schneidbewe¬ gung hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schneidbewegung überlagerte relative erste Vibrationsbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug in der Weise hervorgerufen wird, dass ein oder mehrere Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung und ein oder mehrerer Kennwerte der Schneidbewegung in Bezug aufeinander eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennwerte der Schneidbewegung und die Kennwerte der ersten Vibrationsbewegung während der Werkstückbearbeitung veränderlich sind.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei ei¬ nem Drehvorgang
die Frequenz fv der ersten Vibrationsbewegung und die Umlauffrequenz des Werkstücks fs der Formel fv = (n+kl)*fs genügen, wobei n eine ganze Zahl und kl ein Phasenversatz zwischen 0 und 1 sind, und/oder
die Vibrationsamplitude av und die Vorschubge¬ schwindigkeit vs des Drehmeiseis der Formel av = k2*vs/fs genügen, wobei k2 ein gewählter reeller Faktor ist, und/oder
die Schneidkantenlänge ls der Formel ls = k3*av genügt, wobei k3 ein gewählter reeller Faktor ist.
4. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem das Werkzeug am
Werkstück in Eingriff steht und zwischen beiden eine Schneidbewegung hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schneidbewegung überlagerte relative erste Vibrationsbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug in der Weise hervorgerufen wird, dass unterscheidbare Oberflächenbereiche des Werkstücks entste¬ hen .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Werkstückbearbeitung die erste Vibrationsbewegung nach Maßgabe der Position des Werkzeugs und vorzugsweise auch nach Maßgabe von Daten, die das zu fertigende Werkstück beschreiben, gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude und/oder die Vibrati¬ onsrichtung und/oder die Frequenz und/oder die Wellen- form der ersten Vibrationsbewegung nach Maßgabe der Position des Werkzeugs gesteuert wird.
7. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug, insbesondere nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem das Werkzeug am
Werkstück in Eingriff steht und zwischen beiden eine Schneidbewegung hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schneidbewegung überlagerte relative erste Vibrationsbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug in der Weise hervorgerufen wird, dass die hinter- lassene Oberfläche gegenüber einer Bearbeitung ohne erste Vibrationsbewegung verändert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vibrationsbewegung den Mate¬ rialabtrag nur geringfügig, insbesondere um weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10% oder weniger als 5%, gegenüber dem der Schneidbewegung, ändert.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidbewegung und die erste Vibrationsbewegung vom gleichen Antrieb oder von unterschiedlichen Antrieben hervorgerufen werden.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidbewegung und die erste Vibrationsbewegung von unterschiedlichen Antrieben hervorgerufen werden, die beide das Werkzeug oder beide das Werkstück antreiben, oder wobei einer das Werkzeug und einer das Werkstück antreibt.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vibrationsbewe¬ gung eine Bewegungskomponente hat, die parallel zur lokalen Werkstückoberfläche liegt, und/oder eine Bewe¬ gungskomponente hat, die senkrecht zur lokalen Werk¬ stückoberfläche liegt.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidbewegung eine zweite Vibrationsbewegung und/oder eine fortschreitende lineare und/oder rotatorische Bewegung des Werk¬ stücks gegenüber dem Werkzeug umfasst.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der folgenden Markmale : die erste Vibrationsbewegung weist eine translato¬ rische und/oder eine rotatorische Vibration auf, die erste Vibrationsbewegung erstreckt sich in einer Raumdimension oder in zwei Raumdimensionen ode in allen dreien,
die Schneidbewegung weist eine zweite Vibrationsbe wegung auf, die eine translatorische und/oder eine rotatorische Vibration aufweisn kann, oder sie weist eine fortschreitende Rotation auf,
die Schneidbewegung weist eine längs einer Werkstückoberfläche fortschreitende Vorschubbewegung auf,
die Steuerung der ersten Vibrationsbewegung weist eine An/Aus-Tastung oder eine analoge Modulation eines oder mehrerer Kennwerte der ersten Vibrati¬ onsbewegung auf,
die Steuerung der ersten Vibrationsbewegung erfolgt nach Maßgabe der momentanen Position des Werkzeugs am Werkstück und/oder nach Maßgabe der momentanen relativen Position des Werkzeugs gegenüber einer früheren oder zukünftigen Position des Werkzeugs, das Werkzeug ist ein Werkzeug mit definierter
Scheide oder ein Werkzeug mit nicht definierter Schneide .
14. Werkzeugmaschine zur Werkstückbearbeitung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach ei¬ nem der vorherigen Ansprüche, mit einem Maschinenrahmen,
einer am Maschinenrahmen angebrachten Werkzeugaufnahme,
einem am Maschinenrahmen angebrachten Werkstückauf nähme,
Stellgliedern zur Einstellung der Relativposition zwischen Werkzeug und Werkstück, • Antrieben zum Erzeugen einer Schneidbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück, und
• einer Steuerung zur Steuerung und/oder Regelung von Komponenten der Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche ausgelegt ist.
15. Werkzeug zur Verwendung in einer Werkzeugma¬ schine, insbesondere einer nach Anspruch 14, und/oder in einem Werkstückbearbeitungsverfahren, insbesondere einem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dessen
Schneide an die Amplitude der ersten Vibrationsbewe¬ gung angepasst ist, insbesondere derart, dass ein Schneidenbereich eine Strukturierung aufweist, deren Abmessung in der Größenordnung der Amplitude der ersten Vibrationsbewegung liegt.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011077568B4 (de) * 2011-06-15 2023-12-07 Dmg Mori Ultrasonic Lasertec Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren
DE102012105948A1 (de) * 2012-07-04 2014-01-09 Hochschule Furtwangen Schwingplattform für ein Fertigungssystem
US10245652B2 (en) * 2012-11-05 2019-04-02 M4 Sciences Llc Rotating tool holder assembly for modulation assisted machining
WO2014111973A1 (ja) 2013-01-16 2014-07-24 三重電子株式会社 加工装置
DE102013210199A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-04 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeug
DE102013223799A1 (de) 2013-08-22 2015-02-26 Gühring KG Werkzeugaufnahme
TWI537090B (zh) * 2013-11-27 2016-06-11 財團法人資訊工業策進會 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統
EP3090832B1 (de) * 2013-12-26 2020-09-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Bearbeitungsunterstützungssystem für werkstück mit geringer festigkeit
CN106687874B (zh) * 2014-09-09 2018-04-17 三菱电机株式会社 数控装置
KR102183278B1 (ko) * 2014-09-22 2020-11-26 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작기계 및 이 공작기계의 제어장치
EP3205430B1 (de) * 2014-10-08 2021-12-08 Citizen Watch Co., Ltd. Verfahren zur erzeugung einer gewinde
JP6106248B2 (ja) * 2014-11-07 2017-03-29 東台精機股▲ふん▼有限公司Ｔｏｎｇｔａｉ Ｍａｃｈｉｎｅ ＆ Ｔｏｏｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 高周波振動を有する工作機械と検出／フィードバック信号の制御方法
JP6470085B2 (ja) * 2015-03-26 2019-02-13 シチズン時計株式会社 工作機械及びこの工作機械の制御装置
KR102154010B1 (ko) * 2015-09-10 2020-09-09 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치, 공작 기계
WO2017051705A1 (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 シチズン時計株式会社 工作機械の制御装置及びこの制御装置を備えた工作機械
KR102623129B1 (ko) * 2015-09-24 2024-01-11 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작 기계의 제어 장치 및 이 제어 장치를 구비한 공작 기계
CN106001611B (zh) * 2016-06-21 2018-02-27 北京航空航天大学 一种精密高速断续超声振动切削方法
DE102016211729A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Ultraschallbohrmaschine
DE102016214498A1 (de) * 2016-08-05 2018-02-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Werkzeughalteeinrichtung und Verfahren zum Bohren
DE102016214697A1 (de) * 2016-08-08 2018-02-08 Sauer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Oberflächenstrukturierung auf einem Werkstück an einer Werkzeugmaschine
US10875138B1 (en) 2016-08-09 2020-12-29 M4 Sciences Llc Tool holder assembly for machining system
JP6487397B2 (ja) 2016-09-07 2019-03-20 ファナック株式会社 工作機械の制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
JP2018161724A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 ファナック株式会社 工作機械システムおよびクランプ方法
EP3603856B1 (de) * 2017-03-29 2023-12-06 Citizen Watch Co., Ltd. Steuerungsvorrichtung für werkzeugmaschine und werkzeugmaschine
JP6412197B1 (ja) * 2017-04-04 2018-10-24 ファナック株式会社 揺動切削を行う工作機械の制御装置
CN107020394A (zh) * 2017-06-10 2017-08-08 顺德职业技术学院 一种精加工多刀头车削刀具
US20190388977A1 (en) * 2018-06-25 2019-12-26 Hamilton Sundstrand Corporation Hard turning systems and methods
CN109079576B (zh) * 2018-09-29 2021-01-08 北京航空航天大学 一种分离超高速切削高压冷却润滑方法
DE102018132771A1 (de) * 2018-12-19 2020-06-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Oberflächenbehandlung, Wälzlagerbauteil und Vorrichtung
EP4276554A3 (de) * 2019-04-29 2024-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur konfiguration von verarbeitungsparametern einer produktionsausrüstung und computerlesbares medium
DE102019209191A1 (de) * 2019-06-25 2020-12-31 Sauer Gmbh Verfahren und vorrichtung zum steuern einer ultraschall-werkzeugeinheit für die spanende bearbeitung an einer werkzeugmaschine
CN114424130A (zh) * 2019-09-11 2022-04-29 三菱电机株式会社 数控装置、数控方法及机器学习装置
JP7497968B2 (ja) * 2019-10-01 2024-06-11 ファナック株式会社 数値制御装置、工作機械システム及び数値制御方法
CN115666847A (zh) * 2020-06-03 2023-01-31 三菱电机株式会社 数控装置、控制系统及数控方法
CN112719315B (zh) * 2020-12-16 2022-07-01 东莞市光志光电有限公司 胶辊及其加工方法、显示膜及其加工方法
CN112705736B (zh) * 2020-12-16 2022-07-01 东莞市光志光电有限公司 加工辊轴及其加工方法、显示膜以及其加工方法
CN112705911B (zh) * 2020-12-16 2022-07-19 东莞市光志光电有限公司 滚压轴及其加工方法、膜层结构及其加工方法
EP4316709A1 (de) * 2022-08-02 2024-02-07 C.M.S. S.p.A. Verfahren und vorrichtung zur hochfrequenzbearbeitung
WO2024069954A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 ファナック株式会社 工作機械の制御装置及び工作機械の表示装置
WO2024069951A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 ファナック株式会社 工作機械の制御装置及び工作機械の表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100086369A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Subramanian Sundaresa V Processes for improving tool life and surface finish in high speed machining
DE102010048638A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504581A (en) * 1967-04-24 1970-04-07 Gen Electric Apparatus for early detection of tool chatter in machining operations
US3747446A (en) * 1971-05-17 1973-07-24 Pacific Roller Die Co Inc Pipe tracking apparatus and method
US3754487A (en) * 1972-01-03 1973-08-28 C Nachtigal Method and apparatus for controlling a machine tool
US3837121A (en) * 1973-08-09 1974-09-24 Trw Inc Drilling machine
US4559600A (en) * 1983-02-28 1985-12-17 Battelle Memorial Institute Monitoring machine tool conditions by measuring a force component and a vibration component at a fundamental natural frequency
JPH0649241B2 (ja) * 1985-12-16 1994-06-29 淳一郎 隈部 重畳振動切削方法
US4707688A (en) * 1986-03-03 1987-11-17 General Electric Company Detection of tool breaks that cause slowly decreasing cutting noise
DE3862474D1 (de) * 1987-02-04 1991-05-29 Taga Electric Co Ltd Ultraschallschneidvorrichtung.
US4807167A (en) * 1987-03-18 1989-02-21 General Electric Company Rapid method of digital automatic gain control
US5271301A (en) * 1987-05-28 1993-12-21 Nippon Pneumatic Manufacturing Co., Ltd. Vibrating cutting tool
US4831365A (en) * 1988-02-05 1989-05-16 General Electric Company Cutting tool wear detection apparatus and method
US4918427A (en) * 1989-03-27 1990-04-17 General Electric Company Multi-level tool break detection using multi-mode sensing
US5187669A (en) * 1990-07-16 1993-02-16 General Electric Company Programmable surface sensor for machining rough stock
CN2095965U (zh) * 1991-06-27 1992-02-12 重庆大学 旋转轴扭转振动减振装置
JP2686000B2 (ja) * 1991-07-17 1997-12-08 株式会社東芝 振動切削方法及び切削装置
US5549023A (en) * 1994-09-29 1996-08-27 Rti Technologies, Inc. On-car disc brake lathe
US6657354B2 (en) * 2000-12-06 2003-12-02 Asmo Co., Ltd. Dynamo-electric machine having commutator and manufacturing method thereof
CN1190288C (zh) * 2002-12-26 2005-02-23 北京航空航天大学 变参数振动钻削微孔的设备
JP2006026778A (ja) * 2004-07-14 2006-02-02 Honda Motor Co Ltd 摺動面形成方法および摺動部材における摺動面形状
JP2006072909A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP2007044815A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Kobe Univ 磁性流体を用いた加工装置及び加工方法
US7198043B1 (en) * 2005-08-26 2007-04-03 Gang Zhang Method for extending diamond tool life in diamond machining of materials that chemically react with diamond
CN1903489A (zh) * 2006-06-12 2007-01-31 江苏大学 步进式轴向振动钻削工艺及其设备
JP2008132548A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Fanuc Ltd 加工装置
DE102007013055B4 (de) * 2007-03-19 2015-11-26 Sauer Ultrasonic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Frequenzkennlinie und zum Betreiben eines Ultraschallwerkzeugs
US7687975B2 (en) * 2007-03-27 2010-03-30 Panasonic Corporation Vibration assisted machining system with stacked actuators
US8100927B2 (en) * 2007-11-28 2012-01-24 Dadson Manufacturing Corp. Dermatome with ultrasonic cutting blade
DE102008022993A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Steinbeis GmbH & Co.KG für Techonologietransfer Fräsverfahren zur Verbesserung der Oberflächengüte und Minimierung des Werkzeugverschleißes sowie Vorrichtung hierzu
DE102008032280B4 (de) * 2008-07-09 2017-03-23 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeug
DE102011077568B4 (de) * 2011-06-15 2023-12-07 Dmg Mori Ultrasonic Lasertec Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren
JP5033929B1 (ja) * 2011-11-10 2012-09-26 ハリキ精工株式会社 工作機械
JP5745710B1 (ja) * 2014-04-23 2015-07-08 三菱電機株式会社 数値制御装置
JP5902753B2 (ja) * 2014-05-28 2016-04-13 ファナック株式会社 切上げ・切込み運動または円運動挿入機能を有する数値制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100086369A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Subramanian Sundaresa V Processes for improving tool life and surface finish in high speed machining
DE102010048638A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MANFRED WECK ET AL: "Dynamisches Maschinenverhalten bei Zerspannung mit definierter Schneide", 31 December 2006, WERKZEUGMASCHINEN - MESSTECHNISCHE UNTERSUCHUNG UND BEURTEILUNG, DYNAMISCHE STABILITÄT; [VDI-BUCH], SPRINGER, BERLIN HEIDELBERG, PAGE(S) 245 - 254, ISBN: 978-3-540-22505-8, XP002683422 *
See also references of WO2012172014A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103635275A (zh) 2014-03-12
US9707655B2 (en) 2017-07-18
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DE102011077568A1 (de) 2012-12-20
DE102011077568B4 (de) 2023-12-07
US20140216216A1 (en) 2014-08-07
JP2014523348A (ja) 2014-09-11
WO2012172014A9 (de) 2013-02-21
WO2012172014A1 (de) 2012-12-20

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