本發(fā)明的領(lǐng)域涉及機(jī)械加工設(shè)備，并且特別地涉及用于渦輪機(jī)軸的鉸孔、銑磨、鉆孔和鏜孔的機(jī)械加工設(shè)備。本發(fā)明的領(lǐng)域涉及限制機(jī)械加工操作期間所引起的振動(dòng)的設(shè)備，該機(jī)械加工操作包括軸鉸孔、銑磨、鉆孔或鏜孔。

背景技術(shù)：

目前，有不同的技術(shù)允許軸的鉸孔、鉆孔和鏜孔。當(dāng)操作發(fā)生在長軸上時(shí)，掌握這種操作是高度復(fù)雜的，并且必須盲視實(shí)施該操作，即，所實(shí)施的操作不可視。

特別地，允許機(jī)械加工的工具必須確保操作的平直度，以確保常數(shù)δ，即，確保遵守軸的內(nèi)直徑的公差以及不存在任何波動(dòng)，以遵守動(dòng)態(tài)操作標(biāo)準(zhǔn)。而且，必須確保機(jī)械加工的直徑在限定的公差內(nèi)。此外，工具必須確保平衡以及機(jī)械加工后所獲得的表面狀態(tài)的規(guī)整性。

通常地，對于航空器渦輪機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)軸而言，數(shù)量級是2300mm的機(jī)械加工長度，具有0.01mm的δ以及0.02mm的平直度公差。

目前，在鉆孔機(jī)械上通過桿進(jìn)行該校準(zhǔn)操作，該桿端部裝配有校準(zhǔn)頭部。

注意到的一個(gè)問題是待要被機(jī)械加工的軸的直徑越小，機(jī)械加工期間就增加越多的振動(dòng)。通過這類機(jī)械加工產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象對應(yīng)于待要被機(jī)械加工的部件和切削工具之間的相對運(yùn)動(dòng)，這轉(zhuǎn)換成機(jī)械加工表面的或多或少的明顯波動(dòng)。

具有桿的工具的直徑越小，可能增加的振動(dòng)幅度越大。

在深鏜孔的情況下，考慮直徑和深度之間的關(guān)系，難以解決振動(dòng)現(xiàn)象。

有各種方案，包括例如：

-使用刃角的部件的加固，以在轉(zhuǎn)動(dòng)鉆孔期間外部地保持軸；

-具有最佳的它們的切削角度、鋼號或罩的切削工具的選擇；

-最佳化切削參數(shù)，諸如轉(zhuǎn)動(dòng)速度、切削邊緣的數(shù)量、每次轉(zhuǎn)動(dòng)工具前進(jìn)和切削流體冷卻劑的流速和壓力的調(diào)整；

但是這些方案不是完全地令人滿意的，因?yàn)樗鼈儧]有完全地抑制住振動(dòng)的出現(xiàn)。而且，它們是復(fù)雜的和難以實(shí)施的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決了上述缺陷。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及用于中空軸的校準(zhǔn)和機(jī)械加工的抗振動(dòng)設(shè)備，其特征在于它包括第一元件，其用于至少部分地被保持在軸內(nèi)部和相對于它在固定位置，并且允許引導(dǎo)桿引導(dǎo)在軸內(nèi)側(cè)軸向地移動(dòng)，該第一元件包括：

·至少一個(gè)第一機(jī)械阻尼裝置，其相對于軸的內(nèi)表面設(shè)置在第一元件的外周邊上以及接觸它；

·至少一個(gè)第二機(jī)械阻尼裝置，其相對于引導(dǎo)桿的外表面位于第一元件的周邊的內(nèi)部以及接觸它。

有利地，此外，第一元件包括液壓阻尼裝置，其通過流經(jīng)第一元件的潤滑流體的本體介導(dǎo)。

有利地，第一元件是通過肩部相對于軸被軸向地保持在固定位置的第一凸緣，所述的抗振動(dòng)設(shè)備包括：

·至少一個(gè)外部第一溝槽和至少一個(gè)第一外部密封，該外部密封適于配合在第一所述外部溝槽中和形成第一阻尼裝置；

·至少一個(gè)第一內(nèi)部圓周溝槽和至少一個(gè)第一內(nèi)部密封，該內(nèi)部密封適于配合在第一所述內(nèi)部溝槽中和形成第二阻尼裝置；

·內(nèi)部圓周空腔，適于形成該空腔以循環(huán)通過第一管道到達(dá)和通過第二管道排出的流體，第一和第二管道橫穿抗振動(dòng)設(shè)備的徑向厚度，當(dāng)流體流經(jīng)第一元件時(shí)，內(nèi)部圓周空腔形成液壓裝置。

有利地，第一和第二內(nèi)部圓周溝槽分別地位于接近第一凸緣的每個(gè)末端。

有利地，內(nèi)部圓周空腔在下面兩者之間縱向地延伸：

·第一內(nèi)部圓周溝槽附近的第一末端；

·第二內(nèi)部圓周溝槽附近的第二末端。

有利地，第一管道包括第一彎管開口，允許來自于抗振動(dòng)設(shè)備外部的流體通過流向內(nèi)部圓周空腔，所述第一彎管開口包括第一凸緣的外部表面的長度的縱向開口和通向所述空腔第一末端附近的內(nèi)部圓周空腔中的徑向延長部分。

有利地，第二管道包括第二彎管開口，允許來自于內(nèi)部圓周空腔的流體通向抗振動(dòng)設(shè)備的外部，所述第二彎管開口包括所述空腔的第二末端附近的徑向開口和橫穿肩部的縱向延長部分，以通向所述抗振動(dòng)設(shè)備的外部。

有利地，抗振動(dòng)設(shè)備包括第二元件，其用于至少部分地被維持到機(jī)械加工頭部的外部和相對于它在固定位置，第二元件包括至少一個(gè)第三機(jī)械阻尼裝置，其相對于軸的內(nèi)表面在第二元件的外周邊上和與它接觸；

有利地，第二元件包括外部溝槽和第二外部密封，第二外部密封適于與所述第二外部溝槽配合并且形成第三機(jī)械阻尼裝置。

有利地，第一和/或第二元件的主體由聚酰胺制造。

本發(fā)明的另一個(gè)目的涉及用于鉆孔軸的機(jī)械加工頭部，包括全部防護(hù)件，通過引導(dǎo)桿引導(dǎo)所述機(jī)械加工頭部，該引導(dǎo)桿通過連接裝置固定于機(jī)械加工頭部，其特征在于牢固地安裝在所述機(jī)械加工頭部上的移動(dòng)凸緣，所述移動(dòng)凸緣包括外部溝槽以及外部密封，該外部密封適于與所述第二外部溝槽配合以形成與軸的內(nèi)表面的至少一個(gè)接觸和允許機(jī)械加工期間所產(chǎn)生的振動(dòng)的部分被吸收。

有利地，連接裝置是通過鎖定凸緣。

有利地，移動(dòng)凸緣被保持縱向地固定在所述機(jī)械加工頭部的末端的邊緣和鎖定環(huán)之間的所述機(jī)械加工頭部的周邊。

本發(fā)明的另一個(gè)目的涉及一種抗振動(dòng)機(jī)械加工系統(tǒng)，其包括：

·本發(fā)明的機(jī)械加工頭部以及包括允許潤滑流體進(jìn)入到待要被鉆孔的軸部分的孔口；

·本發(fā)明的抗振動(dòng)設(shè)備適于在軸的機(jī)械加工期間通過引導(dǎo)桿。

附圖說明

通過閱讀下面的詳細(xì)描述和參考附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中示例了：

圖1：本發(fā)明的固定凸緣，包括流體循環(huán)的空腔；

圖2：本發(fā)明的移動(dòng)凸緣，用于連接機(jī)械加工頭部；

圖3：抗振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，插入在待要被鉆孔的軸中。

具體實(shí)施方式

圖1表示本發(fā)明的抗振動(dòng)設(shè)備，包括形成固定凸緣10的第一元件，用于固定到待要被鉆孔的中空軸30，并且位于沿著縱向軸線30A。在圖3中示出軸30。

固定凸緣10具有本體10A，位于沿著縱向軸線10B以及位于沿著所述軸線和通過本體10A具有中心開口10C。本體10在其末端之一上延伸有肩部17。肩部17允許在固定凸緣10和待要被鉆孔的軸30的一個(gè)末端之間限定推力表面。由此，固定凸緣10的肩部17允許固定凸緣10相對于軸30的縱向維持。

固定凸緣10的本體10A包括一個(gè)第一外部溝槽12和至少一個(gè)外部密封121，該外部密封121配合第一外部溝槽12以當(dāng)固定凸緣10安裝在軸30上時(shí)與軸30的內(nèi)表面形成圓周接觸。

固定凸緣10同樣地包括第一內(nèi)圓周溝槽11和至少一個(gè)第一內(nèi)密封110，該內(nèi)密封110適于配合以與切削工具，諸如圖3中所示的機(jī)械加工頭部50的引導(dǎo)桿40的外表面形成圓周接觸。該第一溝槽11位于固定凸緣10的邊緣之一附近，即，其末端之一附近，優(yōu)選地相對于肩部17。

固定凸緣10包括第二內(nèi)圓周溝槽11’和至少一個(gè)第一內(nèi)密封110’，該內(nèi)密封110’適于配合以與切削工具，諸如機(jī)械加工頭部50的引導(dǎo)桿40的外表面形成圓周接觸。該第二溝槽11’位于固定凸緣10的另一邊緣附近，即，在與發(fā)現(xiàn)第一圓周溝槽11的地方相對的末端，優(yōu)選地在肩部17的末端。

密封110和110’允許與引導(dǎo)軸40形成接觸，并且允許限制凸緣10內(nèi)循環(huán)的流體的泄露或通過。

固定凸緣10的開口10C還包括內(nèi)圓周空腔18，該空腔18能夠循環(huán)通過第一管道14、16到達(dá)和通過第二管道13、15排出的流體122。

凸緣10中機(jī)械加工的腔室18形成圓周槽。因?yàn)檫@個(gè)，槽長度上凸緣的厚度小于在其末端的其厚度。因此，一些體積的流體可以在固定凸緣10中循環(huán)給定寬度。

經(jīng)過凸緣的流體可以只流過腔室18，因?yàn)榇嬖冢?/p>

·內(nèi)密封110、110’，阻止流體122流經(jīng)固定凸緣10的主開口10C；和

·外密封121，阻止軸30和固定凸緣10之間的固定凸緣10的外周邊上流體的流動(dòng)。

優(yōu)選地，內(nèi)和外密封是具有適于防水、防油和潤滑劑的材料。

流體122有利地是潤滑流體，可以在機(jī)械加工期間，并且特別地通過切削工具引入它，該切削工具包括允許潤滑劑注射的開口。

當(dāng)使用固定凸緣10的腔室18內(nèi)的其流作為由機(jī)械加工操作所產(chǎn)生的振動(dòng)的阻尼時(shí)，固定凸緣10允許潤滑劑122朝向軸30外部的返回路線。

為了向腔室18內(nèi)引導(dǎo)潤滑劑122，固定凸緣在位于軸30內(nèi)側(cè)的其末端上包括開口16、14。開口16、14形成彎管形管道或腔16、14。

圖1表示彎管形槽16、14的橫截面，其中第一縱向溝槽一方面通向固定凸緣10的末端，以及另一方面通向徑向溝槽14，徑向溝槽14通向腔18。

因此，之前通過切削工具50的開口(未示出)注射到待要被鉆孔的軸中的潤滑油可以通過至少第一管道14、16排出分布到固定凸緣10的中空腔室18上，并且形成圓周腔室18。

固定凸緣10可以包括多個(gè)進(jìn)口和出口16、14，它們形成彎管形開口。圖1示意了例如在截面平面中的兩個(gè)徑向開口。它示意出在該實(shí)施例中有六個(gè)徑向溝槽，并且該六個(gè)徑向溝槽延伸有通向軸內(nèi)部的相同數(shù)量的縱向溝槽。

開口16、14的分布可以均勻地分布在固定凸緣10的周邊上。

因此，可以相對于在腔室中循環(huán)的流體的流速設(shè)計(jì)開口14、16的數(shù)量，因此提供減小振動(dòng)的阻尼程度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，固定凸緣10包括在固定凸緣10的另一末端，即，在軸的外側(cè)上，相對于第一開口16、14對稱設(shè)置的第二排出開口13、15。它們的幾何形狀可以與開口14、16是實(shí)質(zhì)相似的，即，具有彎管形狀。徑向開口13形成腔，該腔設(shè)置在固定凸緣10的周邊上，徑向開口13延伸有縱向開口15，該縱向開口15從軸30的外側(cè)通向固定凸緣10的外部。在另一個(gè)實(shí)施方式中，縱向開口15形成腔，該腔橫穿固定凸緣10的肩部17。

流體122沿著圖1中虛線所示的路徑。在軸30內(nèi)部存在的流體122從密封110側(cè)進(jìn)入到固定凸緣10中，并且沿著彎管管道16、14，然后遍布于圓周腔室18，然后經(jīng)由彎管管道13、15的介導(dǎo)而被噴出。

當(dāng)流體22，諸如潤滑劑流過圓周腔室18時(shí)，它提供了振動(dòng)阻尼器的功能。流經(jīng)圓周腔室18的流體允許與其粘度相關(guān)的流體壓力的產(chǎn)生，這通過能量吸收產(chǎn)生了另外的液壓阻尼系數(shù)。

圖2表示形成移動(dòng)凸緣20的第二元件，用于連接移動(dòng)的切削工具，諸如圖3中所示的機(jī)械加工頭部50。移動(dòng)凸緣20具有繞著軸線20B的環(huán)形本體20A，并且在其外部周邊上是圓周溝槽23，適于接收密封22。密封22用于在移動(dòng)凸緣20和待要被鉆孔或機(jī)械加工的軸30的內(nèi)部表面之間產(chǎn)生接觸面積，以阻尼當(dāng)機(jī)械加工軸30時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)部分。移動(dòng)凸緣20設(shè)置在機(jī)械加工頭部50的后部，即，在最緊密地連接軸30的頭部50的部分上。移動(dòng)凸緣20的后部是當(dāng)機(jī)械加工頭部50盲插到軸30中時(shí)最遠(yuǎn)離軸的部分。

移動(dòng)凸緣20固定于機(jī)械加工頭部50。為此目的，它可以通過鎖定環(huán)60被保持在適當(dāng)位置。

根據(jù)實(shí)施方式，移動(dòng)凸緣20可以具有各種輪廓，例如，圓柱環(huán)形輪廓或斜面輪廓，以包括圓錐形冠狀表面，靠在機(jī)械加工頭部50的圓形和斜面。

移動(dòng)凸緣20的下部周邊面24靠在機(jī)械加工頭部50的上部周邊面上。

圖3表示一種具有機(jī)械加工頭部50的組件，包括引導(dǎo)防護(hù)件51，在引導(dǎo)桿40的幫助下，該防護(hù)件51插套在待要被鉆孔的中空軸30中。

引導(dǎo)桿40通過鎖定環(huán)60被牢固地連接到機(jī)械加工頭部50。鎖定環(huán)60可以具有雙功能：

·牢固地將機(jī)械加工頭部50連接到引導(dǎo)桿40；

·牢固地將移動(dòng)凸緣20連接到機(jī)械加工頭部50。

有利地，引導(dǎo)桿40和機(jī)械加工頭部50包括將流體122，諸如潤滑劑引入到待要被機(jī)械加工的軸30中的裝置。如之前所述，該潤滑劑可以通過固定凸緣10排出。根據(jù)圓周腔室中循環(huán)的期望流速可以調(diào)整注射的潤滑劑的流速，并且以改變所產(chǎn)生振動(dòng)的頻率響應(yīng)。

固定凸緣10可以與切削工具50同時(shí)安裝在引導(dǎo)桿40上和引入到軸30中，該切削工具50連接引導(dǎo)桿40。

可以由聚酰胺制造固定凸緣10和移動(dòng)凸緣20。而且，可以在機(jī)械加工軸之前設(shè)置由這兩者形成的整體，以減小長軸機(jī)械加工所產(chǎn)生的振動(dòng)。通過選擇固定凸緣其內(nèi)直徑適于引導(dǎo)桿40通過以及其外直徑適于配合軸30的內(nèi)直徑而可以簡單地實(shí)施凸緣和環(huán)的布置。

相似地，可以選擇移動(dòng)凸緣20，以配合給定的機(jī)械加工頭部50。可以特別地設(shè)計(jì)給定的機(jī)械加工頭部50。在另一個(gè)實(shí)施方式中，移動(dòng)凸緣20可以連接校準(zhǔn)凸緣，該校準(zhǔn)凸緣允許機(jī)械加工頭部50和移動(dòng)凸緣20之間產(chǎn)生另外的厚度。這允許例如產(chǎn)生具有更大直徑的移動(dòng)凸緣20，以與更大數(shù)量的機(jī)械加工頭部兼容，同時(shí)通過它們的校正功能保持兼容。

本發(fā)明的抗振動(dòng)裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，并且特別地固定凸緣10的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它對軸30中引導(dǎo)桿40具有引導(dǎo)功能。該引導(dǎo)功能允許引導(dǎo)桿40的更大的直線精確度，以及由此具有待要被鉆孔的軸30的機(jī)械加工頭部50的更大的直線精確度。

本發(fā)明所獲得的振動(dòng)的減小是阻尼效果的組合，一方面是由密封110、110’、121和22所產(chǎn)生的阻尼效果，另一方面是由固定凸緣10的腔室中循環(huán)的流體所產(chǎn)生的阻尼效果。這兩種機(jī)械和液壓阻尼效果的組合允許更好地控制通過機(jī)械保持和粘度系數(shù)兩者所產(chǎn)生的振動(dòng)的頻率響應(yīng)。

而且，兩種阻尼效果允許頻率響應(yīng)適于下面所產(chǎn)生的振動(dòng)：

·一方面，引導(dǎo)桿40和固定凸緣10之間；和

·另一方面，固定凸緣10和待要被鉆孔的軸30之間，以及移動(dòng)凸緣20和待要被鉆孔的軸30之間。

軸30的鉸孔、銑磨和鉆孔期間振動(dòng)的減小允許在所述操作之后獲得更好的表面狀態(tài)，并且這適于長軸30長度。明顯地，本發(fā)明兼容待要被鉆孔的所有軸長度。對于長軸而言，特別地對于大于1800mm的長軸，并且至到2300mm到2500mm長的軸而言，表面狀態(tài)的結(jié)果和改進(jìn)是顯著的。本發(fā)明可以應(yīng)用于鉸孔、銑磨和鉆孔的所有直徑，特別地在30mm和60mm之間的直徑。