切削装置和切削方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113747989A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202080004620.6(51)Int.Cl.(22)申请日2020.03.30B23B1/00(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2021.02.19(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2020/0147112020.03.30(87)PCT国际申请的公布数据WO2021/199223JA2021.10.07(71)申请人国立大学法人东海国立大学机构地址日本爱知县(72)发明人社本英二郑弘镇早坂健宏(74)专利代理机构北京弘权知识产权代理有限公司11363代理人郭放许伟群权利要求书1页说明书9页附图15页(54)发明名称切削装置和切削方法(57)摘要切削装置(1)包括：切削工具，其具有刀尖；激振部(15)，其对切削工具进行激振；以及驱动部(30)，其给激振部(15)施加电压而使切削工具的刀尖往复运动。激振部(15)进行包含频率高于共振频率的成分的激振力且抑制了共振频率的激振力的激振，从而抑制残留振动。激振部(15)进行第一激振，并从第一激振的时机起经过共振周期的0.5倍的时间之后进行用于抑制共振的残留振动的第二激振。CN113747989ACN113747989A权利要求书1/1页1.一种切削装置，其包括：切削工具，其具有刀尖；激振部，其对所述切削工具进行激振；以及驱动部，其给所述激振部施加电压而使切削工具的刀尖往复运动，其特征在于，所述激振部进行包含频率高于共振频率的成分的激振力且抑制了共振频率的激振力的激振，从而抑制残留振动。2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，所述激振部进行第一激振，并从第一激振的时机开始经过共振周期的0.5倍的时间之后进行用于抑制共振的残留振动的第二激振。3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，还包括：存储部，其储存与用于形成多个加工形状的多个激振力波形相对应的电压波形；以及设定部，其将加工形状设定为加工条件，所述驱动部向所述激振部施加与所设定的加工形状相对应的电压波形。4.根据权利要求3所述的切削装置，其特征在于，所述设定部将在被切削材料表面形成加工形状的间隔、位置或者时间设定为加工条件。5.根据权利要求3或4所述的切削装置，其特征在于，还具备：测定或推测电压波形被施加至所述激振部时的切削工具的位移，并校正所要施加的电压波形的反馈功能。6.一种切削方法，其对具有共振频率的切削工具进行激振而使切削工具的刀尖切入于被切削材料，其特征在于，进行包含频率高于共振频率的成分的激振力且抑制了共振频率的激振力的激振，从而抑制残留振动。2CN113747989A说明书1/9页切削装置和切削方法技术领域[0001]本申请涉及一种通过对切削工具进行激振来使刀尖位移而切削被切削材料表面的技术。背景技术[0002]微织构(microtexture)加工是，形成微细的周期性结构而控制加工面的力学性能的技术，在各种领域中进行着应用研究。例如，已知在使用润滑油的滑动面形成发挥油池的功能的微织构，由此能够降低摩擦系数和磨损，并且，能够由少量且低粘度的润滑油来实现高润滑。[0003]考虑如下的方法：在机械加工微织构的情况下，一边将安装有切削工具的振动子和被切削材料进行相对移动，一边使切削工具的刀尖相对于被切削材料进行往复运动而形成加工面。此时可利用机械共振现象而高效地获得微米级的切削深度，但是由于振动子以正弦波形进行振动，因此得到的加工面的形状限定为依赖于工具刀尖的正弦波轨迹的周期性形状。[0004]专利文献1公开了一种以多个共振模式激励振动装置而对工具刀尖赋予各种振动轨迹的切削装置。在专利文献1所记载的超声波振动装置中，针对成为基本的频率的振动模式，组合具有整数倍的共振频率的振动模式，并以两个振动模式同时进行激励，由此将多个共振频率的正弦波叠加而成的振动轨迹转印至加工面。[0005](现有技术文献)[0006](专利文献)[0007]专利文献1：日本特开2018‑187726号公报发明内容[0008](发明所要解决的问题)[0009]专利文献1所记载的切削装置利用在共振频率下的振幅放大率大的特点，在高频下实现大的振动位移(即切入变化)，能够实现高效率的微细加工，但是振动轨迹限定于多个正弦波叠加的形状。[0010]另一方面，存在一种不利用共振现象，而使工具刀尖以由频率低于共振频率的频带的成分构成的波形运动的被称之为快刀伺服(FTS：Fasttoolservo)的加工技术。由于FTS能够给刀尖施加复杂的振动轨迹，而不限定于正弦波振动轨迹，因此适用于在被切削材料表面形成周期性的形状以外的各种微细形状的情形，但是由于只能利用频率低于共振频率的