[发明专利]刀具、机床和工件加工方法

权利要求书

1.一种刀具(20)，包括：机床侧的机器接口(21)其用于将所述刀具与机床(1)连接用以绕旋转轴(29)旋转驱动(27)该刀具和相对工件送进该刀具，

工件侧的刀头(22)其带有一个或多个用于加工工件的切削刃，其中所述刀头的直径大于20毫米，和所述刀具切削刃设置成使得它们在垂直于所述旋转轴的平面内移动，

振动单元(23)其适于使所述刀头进行绕所述旋转轴的旋转振动，

能量接收装置(24)用于接收无线供给的能量并将电能输送给所述振动单元，所述能量接收装置(24)具有一个被磁场穿过的线圈，所述线圈为环形且与所述旋转轴(29)同心而设，并且其适于与一个在所述旋转轴方向上相对而设的静止线圈协同作用。

2.一种根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述线圈直接或间接地与所述振动单元(23)相连接。

3.一种根据权利要求1所述的刀具，其进给方向(26)垂直于所述旋转轴(29)。

4.一种根据权利要求1所述的刀具，其中所述刀头在所述工件上的有效部分具有大于15毫米和小于150毫米的直径。

5.一种根据权利要求1所述的刀具，其中所述振动单元(23)包括一个或多个压电元件(41)。

6.一种根据权利要求1所述的刀具，其包括一个细长的、沿着所述旋转轴(29)延伸的振动部分(31-34)，其包括：

(ⅰ)设在驱动端(31)的所述振动单元(23)，

(ii)设在输出端(32)的所述刀头(22)，和

(ⅲ)在这两端之间的一个中间区域(33,34)，

其中所述中间区域(33，34)与所述机器接口(21)机械固定连接。

7.一种根据权利要求6所述的刀具，其中所述中间区域和机器接口的连接包括一个管样结构(35)，

(ⅰ)其环绕所述驱动端(31)，

(ⅱ)其一端固定于所述中间区域(33，34)，和

(iii)其另一端连接所述机器接口(21)。

8.一种根据权利要求6所述的刀具，其中所述驱动端包括一个或多个与所述旋转轴非同心而设的、平移式振动的振动驱动器(41，42)，其振动轴在圆周方向上指向所述旋转轴(29)。

9.一种根据权利要求8所述的刀具，其中压电元件(41)的一端与所述驱动端(31)上的一个支撑面相连接，其另一端空闲设置或与配重块(42a、42b)相连接。

10.一种根据权利要求6所述的刀具，其尺寸和运作这样设置,以使得：

(i)振动频率等于所述振动部分(31-34)的一个扭转共振频率或其倍数，

(ii)所述驱动端和/或所述输出端位于一个绕振荡波腹(41、43)为中心、距离为共振波长的±20％或±10％或±5％的范围内。

11.一种根据权利要求10权利要求所述的刀具，其尺寸和运作这样设置，以使得：

(ⅰ)所述振动频率是所述振动部分的一个扭转共振频率或其倍数，

(ii)所述中间区域，其用以连接的紧固区域位于一个绕振荡节点(41，43)为中心、距离其为所述共振波长的±20％或±10％或±5％的范围内。

12.一种根据权利要求6所述的刀具，其中所述刀具外周的圆周方向上的振动幅度大于0.5微米或大于1微米或大于2微米。

13.一种根据权利要求6所述的刀具，其中所述振动频率大于5kHz或大于10kHz或大于15kHz或小于100kHz或小于80kHz或小于60kHz。

14.一种根据权利要求6所述的刀具，其特征在于：所述刀具的转数高于500转每分钟或高于1000转每分钟或高于2000转每分钟或低于30000转每分钟或低于24000转每分钟或低于20000转每分钟。

15.一种根据权利要求6所述的刀具，其特征在于：该刀具在所述刀头(22)处包括一个或多个单独附接的刀片插件(25)。

16.一种根据权利要求6所述的刀具，其特征在于：所述机器接口(21)包括一个标准化的连接件。