JP2016524547A - 工具、工作機械、及び工作物の機械加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- 回転軸(29)を中心にして工具を回転駆動(27)し、前記工具を工作物に対して前進(26)させるため、前記工具を工作機械(1)に接続する、機械側の機械コネクタ(21)と、
工作物を機械加工する、1つ又は複数の切刃を有する工作物側の工具ヘッド(22)であって、直径が20mmよりも大きく、前記工具の前記切刃を、回転軸に垂直に延在する表面を通過するように配置することができる、工具ヘッドと、
前記回転軸を中心にした前記工具ヘッドの回転振動(28)を誘発するように適合された振動ユニット(23)と、
動力を無線で受け入れ、電力を前記振動ユニットに供給する動力受入れ手段(24)とを備える、工具(20)。 - 前記動力受入れ手段(24)が磁界で満たされたコイルを含み、前記コイルが、前記振動ユニットの1つ若しくは複数の振動駆動部(23)と直接又は間接的に接続される、請求項1に記載の工具。
- 前記コイルが、リング状であって前記回転軸(29)に対して同心であると共に、軸線方向で前記コイルに面する固定コイルと協働するように適合される、請求項2に記載の工具。
- 前記前進の方向(26)が前記回転軸(29)に垂直である、先行する請求項のいずれか一項に記載の工具。
- 前記工具ヘッドのうち前記工作物を係合する部分が、15mm超、若しくは20mm超、若しくは25mm超の直径を有し、ならびに/又は150mm未満、若しくは100mm未満、若しくは80mm未満の直径を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の工具。
- 前記振動ユニット(23)が1つ又は複数の圧電素子(41)を含む、先行する請求項の一項以上に記載の工具。
- 前記回転軸(29)に沿って延在すると共に、
(i)被動端部(31)にある前記振動ユニット(23)と、
(ii)駆動端部(32)にある前記工具ヘッド(22)と、
(iii)前記2つの端部の間の中間部分(33、34)とを備える細長い振動部(31〜34)を有し、
前記中間部分(33、34)が前記機械コネクタ(21)に固定的に付着される、先行する請求項のいずれか一項に記載の工具。 - 中間部分及び機械コネクタの前記付着が、
(i)前記被動端部(31)を取り囲み、
(ii)一端が前記中間部分(33、34)に接続され、
(iii)他端が前記機械コネクタ(21)に接続される、チューブ状の構造(35)を含む、請求項7に記載の工具。 - 前記被動端部が、並進振動のための、前記回転軸に対して偏心的に取り付けられる、振動軸が前記回転軸(29)に対して円周方向で方向付けられる、1つ又は複数の振動駆動部(41、42)を備える、請求項7又は8に記載の工具。
- 圧電素子(41)の一端が前記被動端部(31)で付着表面と接続され、他端が自由であるか又はカウンタマス要素(42)と結合される、請求項6及び請求項9に記載の工具。
- (i)振動数が前記振動部(31〜34)のねじり共振周波数又はその倍数であり、
(ii)前記被動端部及び/又は前記駆動端部が、振動アンチノード(42)付近の共振波長の±20%、又は±10%、又は±5%の範囲であるようにして、
寸法決めされ操作される、請求項7から10の一項以上に記載の工具。 - (i)振動数が前記振動部のねじり共振周波数又はその倍数であり、
(ii)前記中間部分、及び特に前記接続に向かう接続部分が、振動ノード(41、43)付近の共振波長の±20%、又は±10%、又は±5%の範囲であるようにして、
寸法決めされ操作される、請求項7から11の一項以上に記載の工具。 - 前記工具の外径における円周方向での前記振動振幅が、0.5μm超、又は1μm超、又は2μm超である、先行する請求項の一項以上に記載の工具。
- 前記振動数が5kHz超、又は10kHz超、又は15kHz超、又は100kHz未満、又は80kHz未満、又は60kHz未満である、先行する請求項の一項以上に記載の工具。
- 前記工具の回転速度が、500rpm超、又は1000rpm超、又は2000rpm超、又は30,000rpm未満、又は24,000rpm未満、又は20,000rpm未満である、先行する請求項のいずれか一項に記載の工具。
- 前記工具ヘッド(22)が1つ又は複数の別個の付着可能な切断インサート(25)を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の工具。
- 前記機械コネクタ(21)が規格化された接続部を、特に接続コーン又はHSKコネクタを含む、先行する請求項の一項以上に記載の工具。
- 機枠(10)と、前記機枠に取り付けられる、工作物(2)を保持する工作台(11)と、前記機枠に取り付けられる、先行する請求項の一項以上に記載の工具(20)を受け入れる工具スピンドル(12)と、前記工具の前記動力受入れ手段(24)に向かって動力を無線で送る動力送出手段(17)と、前記工具を装備した前記工作機械、特に前記スピンドル及び前記動力送出手段を動作させるように適合されたコントローラ(16)とを備える、工作機械(1)。
- 20mm超の有効径を有する工具を提供するステップと、前記工具をその回転軸を中心にして回転させるステップと、前記工具においてねじり振動を誘発するステップと、前記工具を前記工作物に対して前進させるステップとを含む、工作物の機械加工方法。
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