有源压电刀具、有源压电器件及有源压电刀具的操作方法与流程

本公开涉及一种配备嵌入式压电器件的有源压电刀具，该嵌入式压电器件适于阻尼加工作业引起的加工振动。

背景技术：

1、有害振动的出现是对车削或镗削工艺性能的主要限制之一，尤其是在需要使用细长刀具(例如，深镗削)的加工刀具中。这些影响还会降低内部镗削作业的性能和质量，而内部镗削作业对于涡轮机械中的一系列部件(例如诸如，壳体、衬垫、往复式压缩机的气缸和内轴加工)至关重要。

2、目前，例如，镗刀杆在精加工表面上产生的颤振通常会产生与较低材料去除和较高废料率相关的较高成本。

3、因此，一种能够补偿诸如镗刀杆等刀具在加工作业期间所产生振动的改进型刀杆在本公开技术中将受到欢迎，该改进型刀杆能够快速地补偿任何振动，并且从数据处理的角度来看是经济的。

技术实现思路

1、在一个方面，本文所公开的主题涉及开发一种能够减轻加工中振动的有害影响的有源加工刀具，尤其是利用细长刀具。

2、在另一个方面，本文所公开的主题涉及一种用于对工件进行加工作业的刀杆。该刀杆嵌入具有两个面对的支架和一个或优选地两个加速度计的压电器件，该加速度计被构造成产生与该刀杆沿着一个相关方向的速度成比例的电信号。该压电器件还包括布置在该两个支架之间的压电致动器，该压电致动器能够在驱动信号下伸长或缩回。该压电器件还包括控制逻辑单元，该控制逻辑单元被构造成通过与加速度计检测到的速度成比例的驱动信号来驱动该压电致动器，该加速速计适于补偿该刀杆上的扭矩和振动。

3、在另一个方面，本文公开了一种压电器件，该压电器件包括第一压电致动器和第二压电致动器，该第一压电致动器与该刀杆的纵向轴线平行对准对准，该第二压电致动器与该刀杆的纵向轴线平行对准，其中该第一压电致动器、该第二压电致动器和该纵向轴线位于同一平面上。

4、在本公开的另一个方面，第一支架和第二支架具有面向另一个支架的表面，该表面具有支座，该支座具有圆形或半球形形状，其中每个压电致动器的端部容纳在该第一支架和该第二支架的支座中。

5、在另一个方面，本文所公开的压电致动器包括第一头部和第二头部，该第一头部和该第二头部具有圆形形状或半球形形状，分别容纳在该支架的相关支座中。

6、在另一个方面，本文公开了一种补偿刀杆上的扭矩并阻尼该刀杆上的振动的方法，其中接收并放大与该刀杆的速度成比例的信号，并且产生与该刀杆的速度成比例的驱动信号以驱动压电器件，以补偿该刀杆在加工作业期间经受的扭矩并阻尼该刀杆上的振动。

技术特征：

1.一种用于对工件进行加工作业的刀杆，其中所述刀杆具有纵向轴线并且包括：

2.根据权利要求1所述的刀杆，其中所述至少一个压电致动器相对于所述刀杆的所述纵向轴线偏心布置。

3.根据权利要求2所述的刀杆，

4.根据权利要求1所述的刀杆，其中所述压电器件包括锁定环，所述锁定环具有与所述框架的所述下部的所述螺纹接合的螺纹，以实现所述至少一个压电致动器的预加载，从而使所述至少一个压电致动器压紧在所述第一支架与所述第二支架之间。

5.根据权利要求4所述的刀杆，其中所述锁定环具有一个或多个螺纹孔和旋入所述螺纹孔的纹理，以将所述锁定环与所述框架的所述下部固定在一起。

6.根据权利要求4所述的刀杆，其中所述锁定环具有至少一个孔，以允许其旋转。

7.根据权利要求1所述的刀杆，其中所述压电器件包括：

8.根据权利要求7所述的刀杆，其中所述第一压电致动器、所述第二压电致动器和所述纵向轴线位于同一平面上。

9.根据权利要求1所述的刀杆，其中所述压电致动器包括：

10.根据从属于权利要求8的权利要求9所述的刀杆，其中所述第一轴线平行于所述刀杆的所述纵向轴线，并且所述第二轴线垂直于所述第一轴线并且位于所述压电致动器所在的平面上。

11.根据权利要求9所述的刀杆，其中所述第一加速度计和所述第二加速度计中的每一者被布置成靠近或对应于相应压电致动器。

12.根据权利要求1所述的刀杆，

13.根据权利要求12所述的刀杆，

14.根据权利要求1所述的刀杆，所述刀杆包括至少一个延伸部，所述至少一个延伸部在一端与所述框架耦接并且在另一端与另一延伸部或与所述加工刀具耦接。

15.根据权利要求1所述的刀杆，所述刀杆包括适配器，所述适配器旨在用于连接到工作机的主轴，其中所述压电器件被布置在所述适配器与所述加工刀具之间。

16.根据权利要求1所述的刀杆，其中所述刀杆是镗刀杆。

17.一种可安装在刀杆上的压电器件，所述压电器件包括：

18.根据权利要求17所述的压电器件，所述压电器件包括：

19.根据权利要求17所述的压电器件，其中所述压电器件包括锁定环，所述锁定环具有与所述框架的所述下部的所述螺纹接合的螺纹，以实现所述至少一个压电致动器的预加载，从而使所述至少一个压电致动器压紧在所述第一支架与所述第二支架之间。

20.根据权利要求17所述的压电器件，

21.根据权利要求17所述的压电器件，其中所述压电致动器包括：

22.一种补偿刀杆上的扭矩并阻尼所述刀杆上的振动的方法，其中所述刀杆具有纵向轴线并且包括压电器件，其中所述压电器件包括至少一个压电致动器，其中所述方法包括以下步骤：

23.根据权利要求22所述的方法，

技术总结
本发明公开了一种具有纵向轴线(A)的刀杆(1)和用于加工工件的加工刀具(5)，刀杆(1)包括：至少一个加速度计(38a,38b)，该至少一个加速度计被构造成产生与刀杆(1)沿着一个方向(X,Z)的速度成比例的电信号；至少一个压电致动器(34,35)；和控制逻辑单元(3)，该控制逻辑单元可操作地连接到至少一个加速度计(38a,38b)和至少一个压电致动器(34,35)，其中控制逻辑单元(3)被构造成通过与由从至少一个加速度计(38a,38b)获得的速度成比例的驱动信号来驱动至少一个压电致动器(34,35)，该至少一个加速度计(38a,38b)适于补偿刀杆(1)上的扭矩和振动。

技术研发人员：M·格里利,M·贝西,N·格罗西,A·西帕,G·坎帕特利,B·巴尔别里
受保护的技术使用者：诺沃皮尼奥内技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14