CN1088500A - 绝热的金刚石干铣*** - Google Patents

Abstract

一种极高速转动的绝热端面铣床，它的结构形状 以及操作方式提供一个高效加工过程。该铣床最好 在约为15,000sfm的速度下和约为7(英寸)³/分· 马力的效率下运行。优选的铣削操作在没有冷却液 条件下进行，它使用了一种切屑清除***，使铣床在 真正绝热下操作，没有热量传到工件或铣刀上。切屑 清除***的效率使切屑几乎不被重复切削，并使刀具 寿命改善。该铣床还包括改进了的铣刀结构、夹紧装 置，以及输送设备。

Description

本发明一般来说涉及铣床及其在铣削诸如铝之类的有色金属中的应用。具体地说，本发明涉及一种端面铣床，它的结构和运行参数为极高速度的绝热加工过程提供了改善的机床寿命和运行效率，勿需使用冷却液或润滑剂就能从工件和铣刀上清除切屑。此外，该铣床还包括一些能进一步提高铣削效率的绝热操作、精度、以及效率的附件。

铣床在从平直表面到槽、键槽、以及各种复杂外形的精密零件的制造过程中有着广泛的应用。尤其是要加工不平度为0.003英寸（0.076毫米）或更小的平直表面时要使用端面铣床。端面铣床一般包括垂直于工件表面按可旋转方式固定的一个主轴。切削部件或铣刀一般是装在主轴端部的一个铣削盘。铣刀上形成有一系列齿、或者按另一种形式在周边上装有一系列切削刀件，因此铣刀的外部直径就能从待加工的工件上除掉余料。主轴带动铣刀转动，主轴是由一个适当功率的电机驱动的。一般要使用冷却剂来润滑、冷却、和冲洗来自工件和铣刀的碎屑。最后，让工件和铣刀彼此相对移动以便将工件送入铣刀，这种移动用供料速度表示，按传统方式用英寸/分钟度量。另外，供料速度还可用下述公式由英寸/齿给出：

FR/（RPM（t）），

其中FR是用英寸/寸表示的走刀速度（在工件和主轴间的相对运动速度），RPM是用圈/分钟表示的主轴转速，并用t是铣刀上切削齿或刀件的数目。

如果若想让铣床有效地加工精密的高表面质量的零件，则切削速度以及与其相关的走刀速度具有首要的重要性。在过去的25年中，注意力都集中到切削速度和它对铣削过程的质量和效率的影响上。切削速度用表面英尺/分（sfm）表示之，可用下式计算切削速度：

2π（r）（RPM）;

其中r是用英尺表示的自主轴轴线算起的切削齿的径向尺寸，RPM是用圈/分表示的主轴转速。适宜的切削速度是由好几个因素决定的，首要的因素就是待切削的材料和所用的齿或刀件的材料。当有色金属（如铝）用硬质合金刀加工时，通常允许较高的切削速度。

对于切削速度，没有任何一种分类方法普遍为人们所接受，但金属手册（第19版）的第16卷（题目为“机加工”，由美国金属协会出版）建议将切削速度分类如下：有色金属的常规切削速度小于2000sfm，对黑色金属，通常小于500sfm。2000至6000sfm的较高速度被认为是高速加工，6000至60，000sfm的速度被认为是极高速加工，大于60，000的速度是超高速加工。显然，高速加工的一个优点是较快的加工时间，因此有较高的生产速度。对于高速加工的一个明显的附加优点是，超过临界速度（临界速度是待加工的特定材料的特性）时，切削力实际上随主轴速度的增加而减小直至达到一个最小值（该最小值也是指定的工件材料的一个特性）。因此，较高速度的切削力实际上可与常规速度的切削力相比拟或更小些。小的切削力不仅从主轴电机的功率要求的观点出发是人们期望的，而且在加工极薄的非刚性工件时更是人们强烈期望的。

最后，高速加工的附加优点是能够实现基本上绝热的操作，其中在加工过程中产生的几乎全部热量都传送给所产生的碎屑上，因此能够保持铣刀和工件基本上处于它们起始的加工前的温度。除了能够在加工后立即处理该工件之外，其它实现绝热操作的明显优点是：较同的切削效率、较少的主轴功耗、较低的噪声水平、较高精度的切口、较小的工件挠曲、以及较长的刀具寿命。再有，这样一些优点在加工薄的非刚性工件时特别有益。

但在绝热加工条件下，冷却剂并非总是需要的，并且实际上冷却剂可能会起反作用，把热量从碎屑反向传输给工件和铣刀。尽管冷却液一般来说能改善刀具的寿命和加工表面的外观，但它们需要有长距离的传送、过滤、和经常进行冷却的***。还有，冷却液的使用和处理过程是一个日益增长的健康和环境问题。因此，和使用冷却剂相比，干加工有几个明显的优点。

但为了维持真正的绝热切削操作，必须特别注意：待切削的材料的类型以及齿或切削刀件的材料、适宜的供刀速度和切削深度、主轴相对于工件支撑的准确性、铣刀的硬度、以及牢固和精确地支撑工件的夹紧能力。

明至今日，在铝的高速绝热加工领域中，实际上所有的科学研究都被局限在速度自大约10，000至大约60，000rpm（或近似为2600至15，700sfm）的小端面铣削上（直径0.5至1英寸）。实际上，这样高的转速受到轴承尺寸的严格限制，较小的轴承允许较高转速。但较小的轴承同时还限制了主轴的功率和刚度，其结果是使切削速度反比于功率和刚度。因此，切削力和功率的这些限制对要用于生产制造而开发的铣床的试验很大程度上限制在非常低的速度，一般低于5000sfm。同时，主轴的刚度和将铣刀装到主轴上的方法也限制了铣刀的尺寸，同时也大大限制了材料的铣除速度。

按照切削效率或单位功率（英寸³/分钟·马力），从至今为止的试验在工业界得到一个普遍的结论：虽然在较高速度时切削力和比功率都减小，但在速度大于5000sfm时这些优点趋向于消失。一般认为，在速度约为5000sfm时，加工铝的最大的单位功率接近于3和最高达4英寸³/分·马力，在这些高主轴速度下由现行的电机技术可得到的功率被限制在30马力左右。因此，为得到大于40英寸³/分的较高的材料铣除速度，一般要求较高扭矩的驱动电机，其结果是切削速度较低，这就失去了高速切削的优点。

但在实际生产制造条件下对于用金刚石的铝切削，尽管有几个高达12，000sfm的被认可的速度还是可行的，但刀具制造厂家并不推荐使用超过3000sfm的切削速度。这些较高的速度一般只限于硬质合金和金刚石刀具。近来，金刚石刀具（例如多晶金刚石（PCD）镶刃的硬质合金）被广泛用来切削铝，这是因为和钨硬质合金刀具相比，金刚石刀具的寿命提高了10到100倍。但金刚石刀具相对来说较脆，因此受到铣床的刚度以及工件抗冲击负荷而具有的稳定性的限制，这里所说的冲击负荷是由特别是在较高切削速度下工件和刀具的振动引起的。因此，金刚石刀具制造厂家现在推荐的最大切削速度是1500至2500sfm。

从以上的讨论容易看出，现有技术的试验并不推荐或支持在大于5000smf的速度下加铝。一般来说，高速铣削的限制包括：主轴刚度、过大的功率要求、以及刀具的限制，还有主轴/刀具交接处以及机器进刀速度的限制。因此，在典型的制造条件下，即使在需要对薄工件进行端面加工情况下，也没有广泛使用高速铣削。因此，在工业上现已用磨削的办法对这些工件进行加工。然而，即使在严格的实验室试验条件下实现了上述的限制要求，现有技术也没能达到特别是用比功率表示的（即英寸³/分·马力）对材料进行高的铣除速度。

因此，实际需要的是一种成本有效性高的绝热铣床，它能在没有冷却液的情况下以极高速度操作，同时改进了刀具的寿命、材料铣除度、以及表面光洁度，该铣床特别适合于在生产制造过程中精密铣削薄的铝工件。

因此，本发明的一个目的是提供一种端面铣床，它的操作是绝热的，并且它的切削速度和进刀速度提供了以较低的切削力对材料进行铣削，单位功率要求优于现有技术。

本发明的第二个目的是给铣床提供一个干切屑清除***，该***基本上能防止自切屑至铣刀或工件的热传输，因而增强了加工过程的绝热性。

本发明的第三个目的是，干切屑清除***包括一个产生压差的设备，该压差是在包围铣刀和工件的一个外壳和周围环境之间的压差，该外壳包括一个包围铣刀的罩板和一个具有开口的盖板，开口的尺寸与工件的外形紧密相符，从而产生了一个加速的空气流并且产生了空气屏障效应。

本发明的第四个目的是，该铣床包括一个盘形铣刀，该铣刀的特殊结构有助于从铣削环境中清除切屑，并且使切屑不能堆积在铣刀和工件之间。

本发明的第五个目的是，该铣刀增强了在高切削速度下用于精密操作的刚性。

本发明的第六个目的是，该铣床包括一个可相对于工件的定位取向进行细调的主轴，以适应粗铣、精铣、以及对跳动公差控制的需要。

本发明的第七个目的是，该铣床包括一个夹紧装置，它可在加工期间可靠定位和缓冲减振工件，同时还能在薄工件中和在工件的薄部分中产生额外的刚性，以承受切削力作用而不发生振动，并且能在要求的公差范围内得到满意的加工好的工件。

本发明的第八个目的是，该铣床包括输送设备，该输送设备在输送工件至夹紧装置期间能够固定工件，同时还能促进工件的准确可靠地放置，以便夹紧和加工。

按照本发明，提供了一种绝热的、极高速度端面绝热铣削的铣床，它的结构形状和操作提供了适合于大批量生产制造条件的高效加工过程。该铣床最好在约为15，000sfm的速度下运行，其效率约为7英寸³/分·马力，比现有技术中已知的效率大2倍。而且，优选的铣削操作不使用冷却液，而是使用一个碎屑清除***，该***能使铣床真正绝热地操作，因此无任何热量传送到工件或刀具上。该碎屑清除***的效率能使刀具有意想不到的寿命，几乎是用其它方式预期的寿命的两倍。

特别是，在本发明的最佳实施例中，铣床包括双主轴，它们在基座结构的相对的两侧协调地移动，对于相同的两组待加工的工件同时进行加工和重新定位。此外，该铣床还使用对绝热操作以及铣削过程的精度和效率有益的铣刀、主轴、夹紧装置、和输送设备。由于上述特性，本发明的铣床能够在大批量生产制造条件下绝热地加工和重复地生产高精度的工件，其不平度和平行度公差为0.001英寸（0.025毫米），或更小些。

每一主轴都安装到基座结构上，从而可转动地并和工件表面大致垂直的方式被固定住。此外，基座或其一部分适于沿铣床的纵向、以约为550至600英寸/分的速度相对于相应的工件协调地往复移动主轴。铣刀中的每一个都是安装到每个主轴端都的大直径圆盘，在铣刀周边附近安装一系列不规则间隔开的金刚石切削刀件。为了防止在刀件的径向向内的“顶刃面”进行切削，在每个主轴和基座之间包括一个凸轮调节部件，使主轴的偏斜可容易地进行径向调节，因此面对工件的只是每个刀件的径向向外的刀刃。此外，对每一主轴都可进行精细调节以满足粗、细铣削之间的不同偏斜（toe）的要求。由于每个铣刀安装到它的主轴上的方式能产生额外的刚性，所以铣刀能够以高速被它的对应的主轴转动而不损失它的切削精度，或者以超过工业上推荐的速度转动而不会损伤金刚石切削刀件。使用的大直径铣刀容易达到10，000-20，000sfm范围的切削速度，以便实现绝热加工操作。最后，大直径铣刀允许极高的表面速度而不依靠高旋转速度，因而避开了由于要使轴承尺寸最佳而产生的限制。

由于大直径铣刀和它的高旋转速度，可实现超过7英寸³/分·马力的材料铣除速度。通过碎屑清除***从铣刀和工件区域清除了在绝热加工操作期间形成的大量切屑。切屑清除***包括一个压力源，该压力源在包围铣刀周边的外壳和支撑并紧密包围工件的夹紧装置之间产生了一个压差。在外壳与夹紧装置之间的间隙、以及在夹紧装置和工件之间的间隙提供一个具有足够高速度的、来源于周围环境的空气流动以完全包封工件。空气速度最好相当于切屑离开铣刀的速度，以便增大碎屑的排除趋势。因此，空气流的作用是有效地并且大量地排除来自直接加工区域的所有切屑，避免自切屑返回到工件和铣刀的热传输。此外，从加工区有效排走切屑也能防止切屑的重复切削，否则将会明显降低刀具寿命以及加工过程的总效率。

这种铣刀除了相对于它的质量而言具有明显较高的刚性外，还特别适于协助排除铣刀和工件之间的碎屑。该铣刀是圆盘形的，在它的周边表面有许多凹槽以容纳切削刀件，并且有许多齿槽，专用于协助碎屑的清除。切削刀件最好是金刚石镶刃的硬质合金，它们在高温下性能良好，并且不易与有色金属材料粘连、磨损，因而提高了铣床的绝热性能。

该铣床包括夹紧装置，该夹紧装置也利用了在工件内产生额外刚性的技术，同时还可靠地抓紧并缓冲减振了每个工件，以便在小的不平度公差范围内进行加工。最后，使用输送设备在夹紧装置内准确并可靠地定位工件，并在铣床的后续的加工工序之间输送工件，以便能精确加工工件的两面。对于以上的每一项都可进行程序控制以便将它们的操作优化，同时将操作铣床的人力降至最少。

按本发明的一个优选方面，切削速度是经过特殊选择的，以便在工件以高速度进给速率通过铣刀时有利于铣床的绝热操作。这种铣床的进刀速度最适合于加工有色金属材料，具体地说是铸铝和镁合金。和以前现有技术认可的情况相比，联合使用极高的切削速度和高的走刀速度，将使单位功率要求降低两倍左右。此外，和较低的单位功率要求相联系的较小的切削力将允许端铣薄的无刚性的工件，例如自动传输阀体。因此，本发明的铣床也能很好适用于加工带有许多表面间断物的平面，

此外，加工后处理切屑的方式进一步有利于铣床的绝热操作的完成。切屑清除***使切屑不能阻塞工件或铣刀，从而防止了返回到铣刀或工件的热传输。从切削区有效的清除切屑也有改善刀具寿命的作用。铣床的优选操作是干操作，即不使用冷却液或润滑剂。因此，一个附加的好处是切屑的再处理很容易，不需要在昂贵的单独的切屑清除***中把切屑和液体分开。不存在冷却液和润滑汽化液以及废物，可使加工操作在一个对环境更加有益的条件下进行。

本发明的另一个明显优点是使用了大直径铣刀，这种情况使铣床能在极高的表面速度下操作，同时铣刀额外的静态的扭转刚性有利于增加使用金刚石切削刀件进行切削的精确度和准确度。铣刀的结构有助于从切削区清除切屑，还能防止切屑在铣刀和工件之间积累。此外，可迅速地调整铣刀的定位方向，以便保证铣刀的偏斜对于期望的切削类型和条件（即粗铣还是精铣）都是适当的。还可以调节铣刀来将径向跳动降至最小，以便改善表面光洁度。因此，铣刀和主轴的取向和结构都适于促进完全绝热的加工操作的实现。

最后，工件相对于铣刀的夹紧方式允许对薄的低刚性工件进行精密加工。还有，工件往返于夹紧装置之间的输送方式也有利于在大批量生产制造条件下对工件实现精确定位和加工。

在结合所提供的附图并阅读了下述详细描述后，本发明的其它目的和优点将变得更加清楚。

图1是按本发明的优选实施例的一个端面铣床的透视图;

图2是图1的端面铣床的前视图;

图3是图1的端面铣床的侧视图;

图4是沿图3的4-4线取的该铣床的剖面图;

图5是和图1的铣床一起使用的输送臂的前视图;

图6是沿图5的6-6线取的输送臂的剖面图;

图7是按本发明的优选实施例沿图3的7-7线取的端面铣床的主轴和铣刀的剖面图;

图8是沿图7的8-8线取的铣刀的顶视图;

图9是按本发明优选实施例的铣刀的详细前视图;

图10是图1的铣床的输送杆的顶视图;

图11是按本发明优选实施例的输送杆的前视图;

图12是按本发明优选实施例沿图10的12-12线取的输送杆的剖面图;

图13是按本发明优选实施例的图1的铣床的夹紧装置的顶视图;

图14是沿图13的14-14线取的夹紧装置的剖面图;

图15是沿图2的15-15线取的主轴的侧视图，并且表示出它的安装面;以及

图16是按本发明优选实施例沿图15的16-16线取的主轴安装面的剖面图。

现在参照图1至图4。图中表示的是一个双主轴端面铣床10，其中有一对主轴12a和12b装在基座14的相对的侧面上。基座14配有一个移位装置（未示出），该移位装置往复协调地移动主轴12a和12b，该移位装置例如是现有技术中公知的一种电机驱动的滚珠丝杠。还可以通过适当的方法，例如移动主轴12a、12b以及同主轴12a、12b连接的基座14的一部分的电机驱动的滚珠丝杠15，使主轴12a和12b在垂直方向移动。

每个主轴12a和12b都由现有技术中公知的一种类型的变速电机16a和16b单独驱动。在该优选实施例中，每个电机16a和16b都能够产生30马力和5000转/分的转速。但电机16a和16b输入的电流最好只够维持主轴12的转速。因此，在任何指定的时间仅有一个电机16a和16b输入足够大的加工电流，即一个加工的工件由其对应的主轴12a或12b加工时，每个电机16a和16b都输入够大的电流来维持它的转速，从而允许主轴12a和12b在加工操作和重新定位操作之间同步交替工作。例如，当第一主轴12a由它的电机16a驱动而在工件20上实现加工操作时，另一主轴12b也在同一方向移动，但实际上主轴12b是在它自己的惯性作用下运动，为它的下一次加工走刀重新定位。

为每一主轴12a和12b都提供一个工件支撑结构18a和18b，在支撑结构18a和18b上支撑着工件20，并且按顺序将工件20往复输送给与主轴对12a和12b对应的切削单元对22a和22b。在该最佳实施例中，将工件20以3个为一组输送到铣床10的每一侧以提高加工期间一个主轴12的效率，同时又减少了重新定位另一主轴12所需的时间。此外，在工件支撑结构18a和18b之间设有一个输送臂24以便在结构18a和18b之间输送三个一组的工件20。在第一切削单元22a加工一组工件中的每个工件20的两个侧面之第一侧面后，在将工件20输送到下一个工件支撑结构18b上时，输送臂24将工件20转动180度，这样每个工件20的第二侧面暴露给第二切削单元22b。

因此，工件20的路径是围绕铣床10的U型路径。首先沿第一工件支撑结构18a将一组工件20输送给第一切削单元22a（即，U型的第一个腿上半部的下方），并用第一组夹紧装置28a（下面将要较全面地介绍）将它们固定住以便对工件20的第一侧面进行第一次加工走刀。与此同时，第二组工件20则正在第二切削单元22b上（U型的第二个腿）被加工。在第一主轴12a加工走刀期间（或前进，或后退），第二主轴12b沿第一主轴12a同样的方向移动以便重新定位，为下一次加工走刀做好准备。随后，在第一组工件20由第一主轴12a加工以后，进一步输送第一组工件20至第一工件支撑结构18a上，第一组工件20由输送杆24向第二工件支撑结构18b（即沿U型的底部）方向转动，并且在第二工件支撑结构18b上（即在U型的第二个腿的下半截上方）被送向第二组夹紧装置28b，在这里第一组工件20再次被固定以便由第二切削单元22b进行的加工。在第二主轴12b正在加工工件20的同时，第一主轴12a正在重新定位以便加工下一个工件20（两个主轴12a和12b沿和第一主轴12a加工走刀和第二主同12b重新定位走刀的方向相反的方向被移动）。在上述的整个过程中，不管哪个主轴12a或12b正在加工工件20，就把能量引向哪个主轴，或主轴12a，或主轴12b，同时让另一个剩下的主轴12a或12b几乎保持空转，这样就节省了铣床10的功耗。上述过程结束即完成了工件20的两个侧面的加工过程。在该优选实施例中，在要求有单独的粗、细走刀加工的情况下，要设置两台彼此靠近的铣床10，用第一铣床10进行粗切削加工，同时第二铣床10对同一工件20完成随后的精细切削加工。

输送杆

如图1及图10至图12所示，每个工件支撑结构18a和18b都是按可以滑动的方式分别支撑着输送杆26a和26b，通过输送杆26a和26b将工件20送进或送出切削单元22a和22b。从本质上看，输送杆26a和26b是一对相互分开的距离小于工件20长度的横梁120，因此它们能够沿长度方向支撑着工件20。每一横梁120都有一个大大大于它的宽度的高度。横梁120的长度大致是工件支撑结构18a和18b的长度的一半，因此通过装在工件支撑结构18上的一个适当的移位装置122（见图4）就能使输送杆26沿其长度方向往复移动。每一个输送杆26a和26b在位于它们的对应的切削单元22a和22b下方的装料站124a、124b和卸料站148a、148b之间移位。

如图10清晰可见，对于每一个工件20都有一对锁紧臂130，锁紧臂130在和它的装料站124对应的端部处固定到每一横梁120的上边缘。确定每一个锁紧臂130的方向，使臂130的长度方向基本上平行于它的相对应的横梁120。确定锁紧臂130在横梁120上的位置，使臂130能固定住每个工件20外周边的四个角128。每个锁紧臂130都按可枢轴转动的方式固定到与其对应的横梁120上，在锁紧臂130的接合端132和凸轮端134之间有一个枢销140。凸轮端134包括一个在锁紧臂130上形成的槽136，槽136借助于凸轮作用压住从横梁120向上伸出的销钉138来限制锁紧臂130的转动。在凸轮端134还装有一个弹簧142或其它形式的适宜的偏压装置，它从横梁120向外偏压凸轮端134，从而加偏压给按合端132而使其向内朝向工件20的一个对应的角128。如图所示，工件20上的每一个角128最好都为弓形的槽，槽的大小要适于一个对应的接合端132的径向外形轮廓。

在每一横梁120外侧的每一装料工位124a和124b处都装有一对与每一对锁紧臂130对应的垂直的支柱126。支柱126相对于与其对应的横梁120定位，因此当输送杆26借助于移位装置122在装料工位124处定位时，支柱126就和与它们对应的一对锁紧臂130的位置对应起来。每个支柱126都包括一个横向臂144，臂144向内充分延伸，以便在横梁120处于装料工位124位置时通过凸轮作用顶住对应的一个锁紧臂130的凸轮端134。横向臂144迫使每个锁紧臂130的凸轮端134向内，而凸轮端134又迫使接合端132向外，以便在输送杆26保持在装料工位124的同时松开工件20的角128。

操作时，首先通过任何一种适宜的提升设备（未示出）将工件20装到平台34上。然后通过在装料工位124处的提升设备121抬起输送杆26以便以平台34上提升工件20。然后输送杆26在切削单元22的方向沿工件支撑结构18滑动移动。在输送杆26离开装料工位124时，横向臂144松开了与它们对应的锁紧臂130的凸轮端134，让每个锁紧臂130的接合端132与工件20的与其对应的那个角128啮合，从而在输送杆26上摩擦锁紧每一个工件20。一旦在切削单元22下方定位，就通过适当的提升设备把工件支撑设备18和输送杆26都降低到一个夹紧装置28（下面再描述）上，强迫工件20从锁紧臂130上松开并使工件20与夹紧装置28啮合。在此之后，当工件支撑结构18仍旧在此降低位置时，将输送杆26移回到装料工位124以便拾取下一组工件20。

输送臂

一旦在切削单元22上的加工操作完成了，通过位于锁紧臂130对面的输送杆26的端部的输送杆26的后部146再次提升工件20离开锁紧装置28。然后，将工件20移到工件支撑结构18的卸料工位148，在这里通过输送臂24将工件20抓紧。如图5和6所示，输送臂24包括一个适宜的基座结构150，在结构150上输送臂150可在第一工件支撑结构18a和第二工件支撑结构18b之间转动。输送臂24的首要作用是转动工件20，使加工操作可在它们的相对的表面上进行，但必须精确地将工件20从铣床10的一侧拾起并放置到另一侧，使与工件支撑结构对应的输送杆26b能够用它们对应的锁紧臂130抓紧工件20。

为实现这一特征，输送臂24包括一个平行的抓紧臂对152，它们和要输送的每一工件20相对应。抓紧臂152自输送臂24的端部开始彼此平行地延伸，如图6所示。将每个相邻的抓紧臂对152分隔开以便形成一个槽170，槽170的宽度要足以容纳工件20的宽度。每个抓紧臂152至少包括一个夹紧臂154。在该优选实施例中，如图所示的第一抓紧臂152a包括一个夹紧臂154a，而第二抓紧臂152b有两个夹紧臂154b和154c。因此，在三个点处抓紧了工件20，因此当工件在工件支撑结构18a和18b之间输送时能够使工件20稳定。

每一个夹紧臂154都通过一个枢销156按可枢轴转动的方式固定在位于它的抓紧臂152内的一个凹坑168内部。每一个夹紧臂154在枢销156的相对两侧都有一个接合端158和一个移位端160。因此，在输送臂24重新定位期间接合端158能够缩入它的凹坑168内，也能够伸入抓紧臂152之间的槽170中与工件20接合。扭转弹簧164加偏压给夹紧臂154，使其进入槽170中与工件20接合，同时提供一个适当的移位装置166（例如液压缸或气压缸），以便迫使夹紧臂154缩入凹坑168内，从而松开工件20。夹紧臂154进入槽170中的移动受到止块162的限制，该止块162是在靠近夹紧臂154的移位端160的凹坑168中形成的。

在输送臂24操作时，在加工以后通过输送杆26将工件20输送到输送臂24。输送杆26相对于它们的对应的抓紧臂152将工件20排齐，使输送臂24一旦移动就位时每个工件20都套在对应的槽170内。然后，让输送臂24在它的基座150上转动以便与工件20接合。借助于位于工件20每一侧上的抓紧臂152，使第一抓紧臂152a的夹紧臂154a转动进入槽170内。止块162足以限制夹紧臂154a的转动以防止夹紧臂154a猛烈冲击工件20，否则会使工件20相对于输送臂24、并且随后相对于第二工件支撑结构18b排不齐。夹紧臂154a还起一个基准点的作用，用于确定工件20相对于输送臂24、第二抓紧臂152b、以及输送杆26b的位置。在此之后，让第二和第三夹紧臂154b和154c转动进入槽170中，并且将工件20紧靠到第一夹紧臂154a上而夹紧。扭转弹簧164能提供足够大的偏压，以便在通过输送臂24将工件20转动进入第二对输送臂26中的位置时能固定每一工件20。一旦在第二对输送臂26b上就位，加工过程被重复，开始了    输送工件20至第二切削单元22b的过程。

为了描述优选实施例，在以前的描述中专门列举出双主轴的布局安排，但本领域的技术人员都会很清楚，下面将要描述的铣床10的极高速绝热运行并不依赖于上述被限定了的结构。因此，下面概括的本发明的实质内容不局限于上述的结构或操作。

主轴

如以上所述，本发明的端面铣床10包括装到基座14上的主轴12。如图7清晰可见，每一个主轴12都包括一个外壳30，在外壳30内主轴12按可转动的方式支撑在它们对应的固定装置28上。一个先前提到过的切削单元22安装在每一个主轴12的下端。一般来说，切削单元22的方向垂直于主轴12的转轴并且基本上平行于被夹紧的工件20。

现在参照图15和16。每个外壳30都包括一个安装表面60，安装表面60与操作期间与主轴12一起垂直移动的基座14的那部分接合。沿安装表面60的周边形成一系列孔68，尺寸略小些的螺栓70穿过这些孔68将主轴12固定到基座14上。在安装表面60的上半截的一个垂直对称线上设置一个孔62，将一个淬过火的轴颈64***孔62中。轴颈64的尺寸要能容纳自基座14伸出的轴66，借此使外壳30由基座14支撑。轴颈64和轴66允许在螺栓70充分松开时在主轴12和基座14之间进行枢轴转动。

在安装表面60的周边上还设有一个开口72，用作从基座14可转动伸出的一个偏心轴74的凸轮表面。从偏心轴74上垂直固定一个杠杆76，通过杠杆76可使偏心轴74转动。可以用手、或者通过其它适当的装置（如图中所示的液压缸75）来操作杠杆76。通过旋转偏心轴74，轴74的凸轮面作用在开口72上，从而使外壳30可控地围绕轴66进行转动。开口72距轴颈64的径向间隔能使主轴12相对于工件20进行按角度的调节。在此，可能提供足够大的切削单元22的偏斜（即，切削单元的旋转平面和工件20的平面间的差异程度）来避免切削单元的后缘和工件20的撞击，或者避免在被加工的表面上产生交叉划痕。撞击或产生划痕这两种情况都会极大地降低刀具寿命。还可以有选择地改变偏斜（toe）以适应特定的切削操作，例如粗铣或精铣。在该实施例中，粗铣的偏斜约为0.0025英寸，而精铣的偏斜大致为0.0005英寸。通过在开口72中操作偏心轴74就能很容易获得这些预定值。

但通过用一个装置（如气缸75）自动调整主轴12，就可使主轴12枢轴转动以便在两个方向进行加工。作为使用这种方法的一个替换实施例的实例，确定主轴12的方向以提供0.0025英寸的偏斜，同时在一个方向上通过切削单元22进给工件20以实现粗切削;在此之后通过偏心轴74枢轴转动主轴12，在相反的方向上提供0.0005英寸的偏斜以实现在工件20上的精铣。这样一种安排在某些实际应用中可通过提供双向铣削能力，取消对于两台分开的铣床10（一个被指定用于粗铣，另一个被指定用于精铣）的需求。

进一步参照图7，每一主轴12都由轴承32支撑，轴承32的预紧载荷要能确保在速度高达4000转/分左右操作时主轴12仍能得到充分的支撑。每一主轴12都通过一个联轴节36由其对应的电机16驱动。每个主轴12的下端都伸到它的外壳30的外部，在切削单元22中终止。每个切削单元22都包括一个环形的接头38、一个安装装置40、以及一个铣刀42。用多个螺栓41直接将接头40装到主轴12上，借助于安装装置40将铣刀42安装到接头38上。安装装置40最好使用滚珠锁紧部件（未示出），这种部件能减少为操作安装装置40所需的努力。在美国专利3，498，453和4，135，418中公开了这种安装装置40。

和使用安装螺栓将铣刀用键固定到主轴12上的传统方法相比，使用这种类型的安装装置40还有两个优点。第一，这种安装装置40提供了铣刀42相对于主轴12的精确轴向安装。第二，安装装置40给出无限多的铣刀42相对于接头38的径向分度。这种径向分度通过接头上的高轴向跳动区与铣刀42的低轴向跳动区的配合，能够减少铣刀相对于工件20的总轴向跳动。这样做的效果是两个轴向跳动区在某种程度上彼此抵消，从而减少了加工后工件的表面波度。使用这一方法实现了小于0.0005英寸的波度。这不仅带来了表面质量方面的优点，而且其结果是改善了刀具的寿命，因为最后完工的表面的波度通常是决定更换铣刀刀件的标准。

铣刀

如图7和8所示，铣刀42基本上是圆盘形的。铣刀42包括一系列切削刀件54，刀件54都装配在相同数目的凹槽56中，凹槽56是在铣刀周边43上形成的。通过将刀件54放在铣刀上而确定出来的铣刀优选直径约为20英寸。因此，对于2800转/分的转速，刀件54的表面速度为14，660sfm。铣刀42的实心圆盘形状和现有技术的铣刀相反，现有的铣刀一般是环形的，其目的是在铣刀和工件之间提供间隙、减轻重量和处理容易。但按本发明的教导，铣刀42的实心圆盘形状形成了一个平面形的下面表46，下表面46在加工期间距工件20的间隔为0.030英寸左右。这个微小的间隙能阻止切屑在铣刀42的凹槽中积累，否则这些切屑会在铣刀42中产生不平衡和振动，同时如果发生夹紧异常情况还能防止工件20脱开它的夹紧装置28损坏。实心的圆盘形状还能提供附加的惯性质量，这有利于铣刀42和主轴轴2在重新定位期间进行滑行。

除下表面46外，铣刀42由圆柱形的周边43、上表面48，和中间开口44确定。将安装装置40安装在中间开口44中使其与铣刀42的下表面46齐平。安装装置40在开口44中和一个径向延伸的台肩对接，以便在安装装置40与接头38接合并紧固时使铣刀42能靠紧接头38。铣刀42的上表面48包括一个中心抬高的表面50（环绕开口44）以及一个在周边43处圆周抬高的表面52。该圆周抬高表面52最好比中心抬高表面50高出约0.002英寸。

因此，当安装装置40被紧固时，圆周抬高表面52首先和接头38的外周边接触。随后，进一步紧固安装装置40，使铣刀42变形直到中心抬高表面50也靠紧接头38为止。因此铣刀42的下表面46凹入约0.002英寸。通过这种方式使铣刀产生变形，使铣刀42的刚度相对于它的质量来说有显著的增加，这就允许对于带有明显表面阻断的平直表面进行高速加工，例如加工在自动传输的槽形板中形成的沟槽。此外，圆周抬高的表面52用作铣刀42的摩擦传动表面，在铣刀42操作期间没有明显的扭转负荷加到安装装置40上。

铣刀42安装到接头38上的方式给铣刀42提供出一个额外的能力，即在工件20的同一次走刀中就能产生粗铣和精铣。但铣刀42的直径对于工件20而言必须足够大，以便后者位于由众多刀件54确定的直径内。此外，必须给刀件54提供内、外两个径向刀刃。例如，径向外刃可适于粗切削，径向内刃适于精细切削。在无应力状态下，铣刀42决定了刀件54的空间方位，使径向内刃冲着工件20。最后，必须使安装装置40在铣刀42旋转时是可以调节的。

通过使用这个方法，借助安装装置40，让铣刀42在碰到工件20以前相对于接头38挠曲一个预定的轴向距离。对于该轴向距离进行选择，既使铣刀42挠曲从而足以产生刚性，又使刀件54的空间方位改变;将它们的径向外刃呈献给工件20以便进行粗切削。一旦铣刀42的前缘已经加工完工件20，且工件20中心定位在铣刀42的下方没有受到任何一个刀件54的加工时，则要调节安装装置40以减小铣刀42的偏斜度，同时保持铣刀42中的足够大的刚性。铣刀42的偏斜度的变化足以使刀件54的空间方向颠倒过来，使刀件54的径向内刃冲着工件20以便进行粗细切削。因此，铣刀42一次走刀既能对工件20进行粗铣，又能对工件20进行精铣。

这种能力可望与可旋转的主轴12结合起来，以便进一步提供一种能有效改变刀件几何形状或间隙从而影响加工后的表面特性的能力。

如图8清晰可见，刀件54在铣刀42周边43周围以不重复的方式不规则地间隔开，以便在铣刀42操作期间大量产生“白噪声”，从而避免了在单一频率下引起的振动。此外，将刀件54埋入它们各自对应的凹槽56内一个预定的深度，刀件54朝向铣刀中心。每个刀件54的定位深度与加工操作期间该刀件54和前一个刀件54之间的距离成比例。因此，由于一个刀件距它的前一个刀件54的距离较大，就要从工件20铣除额外的材料，这种额外的铣除又通过埋入刀件54以减小进入工件20的切削深度而得以补偿。因而，切悄负荷基本上是均匀的，从而使刀具磨损均匀、刀具寿命增长。此外，由于每个刀件54相继与工件20啮合，使扭转负荷更加均匀。

如图9所示，靠近每个刀件54有一个齿槽58，齿槽58是在铣刀42的周边43上形成的。按常规，齿槽58在刀件54附近给出一个有限的空隙，当切屑离开刀件54时切屑可窜入该空隙内。对比之下，按本发明的齿槽58遍及整个铣刀24的厚度，导引切屑向上离开工件20。如果从铣刀42的侧面观察，每个齿槽58的环形宽度在轴向铣刀42的上表面48的方向上是增加的。从上面观察，如图8所示，每个齿槽48的径向深度在朝向铣刀42的上表面48方向上也是增加的。因此，当铣刀42以高转速旋转时，能避免齿槽58下游方向的反压力。但我们相信在铣刀42的上表面48和下表面46之间的确产生了一个压差，它进一步有利于切屑离开工件20并向铣刀42的上表面48前进。

刀件

进一步参照图9，刀件54最好是一个方形的钨硬质合金主体，将多晶金刚石（PCD）/钨硬质合金薄片钎焊入一个位于钨硬质合金主体一个角上的凹槽内。一般来说，这种结构在本领域中是公知的。刀件54略呈楔形，其目的是高速旋转受离心力作用时能增加对刀件54的夹紧力。

正如在本领域中人们熟知的，对于铝及其合金的加工，金刚石刀具是优选的，这是因为金刚石刀具有好的高温性能以及加工期间与铝的低的粘结咬合趋势的缘故，对于工具钢和硬质合金而言，一般会产生这种粘结的。按传统惯例，在刀具工业上对于超过2500sfm的切削速度并不推荐使用金刚石切削材料，这是因为它们的脆性大的缘故。但铣刀42的优异的刚性，再加上它的借助于主轴12精确确定的铣刀42的倾斜（toe）的能力，使本发明的铣床10能够使用金刚石刀件，即使用了现有技术没能达到足够长刀件寿命的金刚石刀件。

如对于精铣已说明过的，金刚石刀件54的径向和轴向倾斜角为正5°。对比之下，对于粗切削而言，金刚石刀件54的径向和轴向倾斜角最好是负5°左右。此外，刀件54的角半径取决于所进行的切削的类型。粗切削的刀件的角半径最好为0.060英寸，而精细切削的刀件的角半径最好为0.005英寸。刀件54的后角对两种类型的切削最好都是14°。

如上所述，刀件54的间距是不重复的。为了评价指定的刀件几何形状的表面光洁度加工能力，并且也为了确定在铣刀42的周边43上的一个刀件的刀具寿命，试验眼下正在进行当中，该实验是在制造条件下进行的，每个刀件54都用其对应的凹槽56编号。然后通过评价所得到的工件的表面光洁度并且跟踪用指定的一套刀件54加工的工件号，来监测每一个编过号的刀件54的性能。然后在拆下刀件54时，对每个刀件54的状态进行评价。如果知道了每个刀件54在铣刀42上的位置，就可以对零件的表面光洁度进行统计分析，其中包括对在零件上产生波度的任何趋势的分析。至今已经达到的寿命是每个刀件能加工140，000个零件，如果按本发明提出的建议进一步改进，可以预期有甚至更长的刀具寿命。

绝热过程

将以上所述的各种要素（包括：切削速度、进刀速度、切削刀件材料、以及主轴和铣刀结构）结合起来，就能使本发明的铣床10实现对一个铝合金工件20在切屑形成期间的直正绝热切削操作。在机加工领域中众所周知，绝热切屑的形成在足够高的表面速度下是可以办到。但在现有技术中，对于实际可用在生产制造操作中的表面速度存在一个重大的限制，部分原因在于不能提供其轴承允许高转速、同时又有足够大刚性的主轴。实际上，在加工铝时，大于5000sfm的表面速度就不被现有技术承认为能改进效率。此外，现有技术提供的铣刀当用于大于10，000sfm的表面速度时其刚性就有问题。铣刀的刚性不够，不能适应金刚石刀具的脆性特性。优选使用金刚石刀具的原因是其优异的刀具寿命以及避免与铝粘结的能力。但大于4英寸³/分·马力的材料铣除速度在一般情况下是达不到的，因此在使用大直径的刀具高表面速度时要求有极大的功率。

按本发明，在10，000和20，000sfm之间的速度下实现了绝热过程，在速度为14，660smf左右时得到的结果最佳。对于直径为20英寸的本发明的铣刀42，铣刀所要求的转速约为2800转/分。如上所述，将铣刀42安装到接头38上使铣刀挠曲而增加的刚性足以克服现有技术中由于速度增高而产生的加工刚性不够的缺点。此外，在优选的切削速度下也实现了较小的切削力，使这一过程特别适合于加工很薄的铝工件20。

在此优选速度下加工工件20的进刀速度约为600英寸/分，更优选的进刀速度约为580英寸/分（具体地说，0.008英寸/齿），该速度是在移位装置推动主轴12时由主轴12提供的。在不使用冷却液并且在标准的制造条件下，上述参数已经提供出一个真正的绝热加工过程，在加工结束后在铣刀42和刀件54上都没有显示出可探测到的温升。出人意料的是，上述参数还允许大于7英寸³/分·马力的效率。

因此，本发明的铣床的操作效率比现有技术已知的操作效率大得多。例如，在实际的制造条件下，可在720英寸³/分的速度下加工铝。本发明的加工操作还给出低的切削力，其额外的好处是在加工具有不规则或复杂的表面特性的那些表面时，能避免在工件20中形成毛刺和崩落，避免发生次品。另外，还容易获得小于0.001英寸的表面不平度，没有来自高切削温度的热变形。借助于本发明的铣床10的上述绝热加工操作，还可以得到超过130，000个工件的刀具寿命。

真空罩板和盖板

一旦来自工件20的切屑急剧增多，而产生的所有热量都被吸收在切屑中，因此迫切要求从铣刀42和工件20区域清除这些切屑以防止在那里进行热传输。这方面的重要性还要和本发明铣床10可能达到的高材料铣除速度结合在一起考虑。因此，为确保迅速清除切屑，铣床10还要加入一个切屑清除***，该***包括一个在切削环境（包括围绕铣刀42的一个包围结构90）和周围环境之间产生压差的装置。在优选实施例中，该装置是一个能产生约3500英尺³/分流速的大容量真空***（未示出）。但主要参数被规定为空气流速度，这个速度最好和铣刀42的表面速度相配，即14，660英尺/分。包围结构或外壳90和真空***的空气容量接合起来就决定了通过工件20和铣刀42的空气速度。

如图14清晰可见，该包围结构90包括一个罩板78和一个盖板80。将罩板78安装到主轴12上，而盖板80由一个提升机构102支撑，提升机构102在一个下方加工位置和上方位置之间输送盖板80。该上方位置允许输送杆26携带工件20进入位于盖板80下方的位置，同时盖板80和其相应的主轴12都被抬高，该主轴重新定位以便进行下一次加工走刀。提升机构102可以是任何适当的设计型式，例如有限行程的液压缸。

罩板78环绕着铣刀42，形成了一个圆周外壳，盖板80有一开口92，开口92非常接近工件20的外形。盖板80和工件20一起形成了包围结构90的下表面。通入包围结构90的气流进入罩板78和盖板80之间及在盖板80和工件20之间，这将在下面作更加详细的描述。空气流和悬浮的切屑一起通过管道88离开该包围结构90，然后被引入一个适当的接收容器（未示）或类似物内。为了减少该真空***所需的功率，最好在每个管道中靠近罩板78处安装一个计算机控制的可调风门（未示出），以便仅在该铣刀加工走刀期间才在包围结构90中提供气流。

如图1所示，罩板78有一个沿主轴相对于工件20的移动方向伸出的长形部分81，由于在工件20上碰到一个大的凹入部分的条件下较好地防止切屑窜出。再次参照图14，罩板78有一个上收拢壁82、下收拢壁84、以及一个中间壁86。下收拢壁84靠近盖板80，从而在它们之间形成一个预定大小的间隙。下收拢壁84的另一作用是当切屑离开铣刀42时垂直向上偏转切屑使它们进入空气流中，因此改善了切屑清除***的效率。当切屑进入管道88时，上收拢壁82的作用是再次偏转切屑使它们进入空气流中。

如上所述，确定盖板80中开口92的尺寸，使其能和工件20的外形紧密接合，从而产生了一个第二预定间隙。如下面将要详细描述的，提供专用于连接的夹紧装置28来保证工件20能够经受得住强大的周边空气流动和上、下表面之间的压差。但作为一个安全特点，在铣刀42的下表面46和工件20之间的0.030英寸极小间隙也有防止工件20从它们的夹紧装置28上完全脱开的作用。将罩板78和盖板80之间以及盖板80和工件20之间的间隙结合起来，就能确定由该真空***提供的气流量的空气速度。通过充分限制这些间隙，就可达到至少14，000英尺/分的速度，这相当于铣刀42的表面速度，并且因此相当于切屑离开工件20时的速度。

此外，在盖板80和工件20之间的空气流产生了一个周边空气屏障，这一空气屏障有助于把逸出去的切屑偏转回该包围结构90内。因此，铣床10不必再有其它的外壳来容纳切屑和保护旁观者。因此，由罩板78和盖板80确定的包围结构明显地小于一般在现有技术中使用的外壳。

夹紧装置

如上所述，固定工件20的夹紧装置28特别用来承受当工件20处于切屑清除***的真空中时工件20的负荷。更重要的是，夹紧装置28专门适用于可靠地固定极薄的铝工件20，其固定方式能使铣刀42加工出不平度公差在0.002英寸内的表面。如图13和14所示，每个夹紧装置28包括：至少三个主托架94、一个或多个副托架95、一个三爪夹盘96、一个两爪夹盘98、以及多个缓冲装置100。

一般来说，主托架94用于在盖板80的开口92内，并且在相对于铣刀42的一个预定的垂直位置支撑工件20。主托架94最好彼此间隔开，或者针对工件20的设计，对每一工件20都保证提供一个稳定的三点平台。

三爪夹盘96是本领域中众所周知的那种类型的液压或气压驱动装置。三爪夹盘96有三个爪97，确定它的组合的外周边的尺寸，使之与工件20中的一个孔座或第一孔108接合，以便在盖板80的平面内在夹紧装置28上可靠地夹紧工件20。作为一个附加的特点，在每个爪97的外周边表面上沉积一层铬粒状层106，其厚度约为0.020，借助于这些铬粒状层可更好地夹紧工件20。可用任何公知的方法，例如电镀方法，来沉积铬粒状层106。把一个切屑掩盖物101固定到爪97中的一个上并延伸到每个爪97的上方，从而就能防止切屑落入爪97之间。

两爪夹盘98基本上是一个具有两个爪110的标准液压或气动驱动的夹盘，两个爪按角度相互分开180°左右。借助于这样一种装置，两爪夹盘98适宜于与工件20中的一个孔座或第二个孔112接合在一起，其接合方式是：一旦爪110和孔112接合，工件20的在两个孔108和112之间的部分就被弯曲而略微向下进入夹紧装置28内。这种在工件20中产生的外部弯曲就在工件20中产生了刚性，使工件20能较好地承受铣削操作过程中的切削力。

和三爪夹盘96类似，两爪夹盘98也包括一个切屑掩盖物101，并且在每个爪110的外周边沉积一层铬粒状层106，借助于这层铬粒状层能较好地夹紧工件20。此外，两爪夹盘98还包括一个加速度计99，用于探测夹紧装置28中的振动。如果振动超过了预定的水平，可用加速度计99的输出信号来关断铣床10以便校正该夹紧装置28，从而可避免铣床10和人员的损伤。

确定工件20向下弯曲的方向的依据是：所缺的爪是距三爪夹盘96最远的那个爪。就这点而论，两个爪110与距第一孔108最近的第二孔112的侧面接合，因此压缩了工件20的上表面，迫使工件20的下表面向下。工件20的弯曲程度由副托架95确定，副托架95定位在距主托架94平面的下方一个预定距离。在该实施例中，副托架95是可以调节的螺柱，用于精确调节工件20的弯转量。按合理的要求，该预定距离必须小于工件20的不平度公差，并且最好是为得到期望效果所必须的最小值。

缓冲装置100要有选择地定位在工件20的周边附近，紧挨着盖板80的下方，以便缓冲工件20的振动，并且有选择的弯转工件20的特定部分，或向着铣刀42，或背离铣刀42。每个缓冲装置100都包括一个液压或含压驱动的杠杆114，杠杆114按可枢轴转动的方式安装在基座116上。杠杆114的方向基本上是垂直的，在杠杆114的上接合端上沉积一层铬粒状层106以便夹紧工件20，沉积方式和丙爪夹盘98以及三爪夹盘96的沉积方式相同。

缓冲装置100可相对于工件20定位，从而使当上接合端或者向上朝垂直位置转动时、或者从垂直位置向下转动时杠杆114都与工件20接合。在前一种条件下，工件20的相关边缘朝铣刀42向上弯转。在后一种情况下，工件20的相关边缘向下弯转，离开铣刀42。无论在哪种情况下，都在工件20中产生额外的刚性，能更好承受与铣削操作有关的切削力。此外，可定位缓冲装置100，使它们的总效果能强迫工件20靠紧一个支承块（未示出），从而就给出了起固定工件20作用的另一特点。

在操作中，输送杆26向夹紧装置28下放工件20，同时把盖板80和主轴12抬高，离开它们的原位。因为工件20是通过锁紧臂130摩擦固定在输送杆26上的，所以夹紧装置29强制性地将工件20从输送杆26上剥落下来，从而保证工件20恰当地装在夹紧装置28中，靠紧主托架94。在此之后，三爪夹盘96与其对应的孔108接合，接着是两爪夹盘98与对应的孔112接合。然后缓冲装置100移入，以便和工件20的周边相靠。两爪夹盘98和缓冲装置100协同动作以便有选择地弯转工件20，使得在不使工件20的表面变形超过期望的不平度公差的条件下产生所要求的刚性。

本发明的铣床10的一个突出的优点是切削速度是经过特殊选择的，从而增强了铣床10以高工件进给速度通过铣刀42的绝热操作。这种进给速度最适合于加工有色金属材料，特别是铝合金。铣床10的结构也允许7英寸³/分·马力左右的极高效率，这比现有技术中已知的效率大2倍。此外，极高的切削速度和低切削力允许对薄的非刚性工件20进行端面铣削，例如传输槽形板。因此，本发明的铣床10也能很好地适应于加工带有明显的表面中断、具有复杂表面形状的平直表面，例如加工自动传输用的槽形板上形成的沟槽。

此外，加工后处理切屑的方式进一步补充了铣床的绝热操作。切屑清除***排除了阻塞工件20和铣刀42的切屑，从而防止在那里进行的热传输。铣床10的优选操作方式是干操作，即没有冷却液或润滑剂。因此，一个额外的好处是切屑的回收很容易，不需要把切屑和液体分开。干加工的另一优点是加工操作可在更加完美的环境条件下进行。

本发明的另一个突出优点是铣刀42固定到它们对应的主轴12上的方式能增加铣刀42的刚性，这就允许使用金刚石切削刀件54以极高的速度加工铝。铣刀42的结构也有利于阻止切屑在铣刀42和工件20之间积累。此外，主轴12的方向也可很容易地由偏心轴74调节，从而就能保证每个铣刀42的偏斜，使其对于不同的公差和期望的切削类型（即粗铣或精铣）都是合适的。因此，铣刀和主轴的定位方向和结构都适于促成完全绝热的加工操作。

最后，工件20相对于铣刀42的夹紧方式以及工件20进出夹紧装置28的方式都有利于在大批量制造条件下对工件20进行精确和可靠的定位和加工。夹紧装置能够充分弯转每一工件20，在工件28内产生额外的刚性，同时又能保持工件20表面在公差要求范围内。夹紧装置28、输送杆26、以及输送臂襞4特别适合于用合适的控制装置进行调节，该控制装置要能保证上述每一装置之间同步协调动作。

和现有技术的实验室实验对比，该铣床10的优点可在典型的生产环境中实现，其中综合考虑了表面速度、进刀速度、刚性、以及功率，这在以前是行不通的。本发明的铣床10克服了以前的轴承限制，办法是增加铣刀42的直径以降低必要的主轴速度。本发明铣刀42可以具有大直径，这是因为铣刀的结构是实心的并且能产生附加的刚性的缘故，这里所说的附加的刚性是借助于安装装置40可调节地将铣刀42夹紧到接头38上而产生的。铣刀42的附加刚性还允许使用金刚石切削刀件54，否则由于振动会使其寿命降低。在铣刀42的周边43上以不重复的方式定位刀件54有利于刀具的寿命和均匀的切屑负荷，同时通过改变每个刀件54的径向位置也对刀片54的不规则的间距进行了补偿。最后，切屑清除***从铣刀42和工件20的区域将切屑完全清除的独特方式能使铣床10维持极高的材料铣除速度，这种极高的材料铣除速度是由极高的加工表面速度产生的。为铣刀42提供了齿槽58，齿槽58也有助于从包围着铣刀42和工件20的包围结构90内清除切屑。本发明的切屑清除***通过防止对切屑的重复切削，还给出了优异的切具寿命：每套铣刀超过130，000个工件。上述的每一特征综合效果提供出一个绝热的端面铣床10，它对现代的制造条件而言是实用的。

尽管按实施例描述了本发明，但本领域的技术人员还显然可能会采用其它的形式。因此，本发明的范围仅由下边的权利要求书限定。

Claims (118)

1、一种对工件进行基本上绝热加工操作的设备，所说设备包括：

用于切削所说工件的装置；

和所说切削装置相关联、用于传输在所说绝热加工操作期间产生的基本上所有热量给由此产生的切屑的装置；

包围所说切削装置从而为所说切削装置确定一个周围外壳的外壳装置；

用于夹紧靠近所说切削装置的所说工件的装置；以及

与所说周围外壳连通、用于在所说周围外壳和一个基准压力之间产生差压的装置；

其中，通过所说夹紧装置将所说工件相对于所说切削装置定位，使所说压差装置产生一个通过所说周围外壳的流体流动，使得基本上从所说周围外壳、切削装置、以及工件上清除所说切屑，由此基本上防止了自切屑至工件和切削装置的热传输，从而实现了所说的绝热的加工操作。

2、如权利要求1的设备，其特征在于所说的压差在周围空气压力和所说周围外壳之间产生的，因此所说的流体的流动是空气流动。

3、如权利要求2的设备，其特征在于所说的空气流形成围绕所说工件的屏障。

4、如权利要求2的设备，其特征在于所说的基本上绝热的加工操作是一种干加工操作。

5、如权利要求1的设备，其特征在于进一步还包括驱动装置，它在结构上和所说切削装置相连，用于以至少10，000表面英尺/分的表面速度转动所说切削装置。

6、如权利要求1的设备，其特征在于所说的切削装置包括：

一个基座;

一个按可转动方式安装到所说基座上的圆盘形铣刀，所说圆盘形铣刀有一个周边;

多个安装在圆盘形铣刀的所说周边上的切削刀件;以及

在结构上和所说圆盘形铣刀相连以便转动所说圆盘形铣刀的驱动装置。

7、如权利要求1的设备，其特征在于与所说切削装置相关的所说输送装置包括：

一个可绕一个轴转动并由所说基座支撑的圆盘形铣刀，所说圆盘形铣刀有两个基本上平行的表面和一个周边表面，该周边表面与轴在径向分隔开并且与所说两个基本上平行的表面邻接;

多个穿过所说周边表面延伸的齿槽，从而在两个基本上平行的表面之间形成多个周边通路;

一个装在所说多个齿槽中的每一个齿槽内的切削刀件;以及

在结构上和所说圆盘形铣刀相连、用于以至少10，000表面英尺/分的表面速度转动所说切削刀件的装置;

由此，在所说绝热加工操作期间产生的基本上所有的热量都输送给由此产生的切屑，切屑通过所说多个齿槽离开工件而进入穿过所说外壳的流体流来防止所说切屑把热量传输给所说工件和所说圆盘铣刀。

8、如权利要求7的设备，其特征在于所说与圆盘形铣刀相联的传输装置进一步包括用来以每个切削刀件约为0.008英寸的速率所说工件进给所说切削装置的装置。

9、如权利要求7的设备，其特征在于所说圆盘形铣刀包括一个基本上实心的圆盘。

10、如权利要求7的设备，其特征在于所说的圆盘形铣刀有一个传动表面，在所说的轴处有一个中心表面并且有一个周边表面与所说轴径向分开，所说圆盘形铣刀安装到所说转动装置上，使所说传动表面与所说转动装置接合，所说中心表面向所说转动装置弯转，并且所说周边表面向背离所说转动装置的方向弯转，从而在所说传动表面的对面形成了一个凹陷的表面，因此增加了所说圆盘形铣刀的刚性。

11、如权利要求7的设备，其特征在于所说的切削刀件围绕着所说圆盘形铣刀的所说周边不规则地分隔开。

12、如权利要求7的设备，其特征在于所说的切削刀件是金刚石刀件。

13、如权利要求7的设备，其特征在于所说的多个齿槽相对于所说轴倾斜设置，并且有一个沿离开所说工件的方向宽度逐渐增加的圆周宽度。

14、如权利要求1的设备，其特征在于所说的外壳装置包括一个包围所说切削装置的罩板，所说罩板相对于所说夹紧装置和所说切削装置定位，从而在所说罩板和所说工件之间确定了一个第一预定间隙，并在所说罩板和所说切削装置之间确定了一个第二预定间隙。

15、如权利要求14的设备，其特征在于所说工件有一个预定的周边外形，并且所说夹紧装置包括一个带有开口的平状表面，所说开口和所说预定的周边外形紧密对应，从而在它们之间确定一个预定间隙。

16、如权利要求1的设备，其特征在于所说压差装置包括：

一个与所说周边外壳流体连通的真空装置，所说真空装置在所说周边外壳和所说基准压力之间产生一个差压;以及

用于从所说周边外壳输送所说切屑的通道装置。

17、一种对工件进行基本上绝热干加工操作的加工设备，所说加工设备包括：

一个基座部件;

按可转动方式安装在所说基座部件上的切削装置，所说切削装置基本上为圆盘形状，从而确定了一个周边;

多个靠近所说切削装置的所说周边安装的切削部件;

用于以预定的表面速度转动所说切削装置的装置，在该表面速度下在所说绝热加工操作期间产生的几乎所有的热量都输送给由此形成的碎屑上;

一个包围所说切削装置从而对所说切削装置确定一个周边外壳的罩板;

用于夹紧邻近所说切削装置的工件的装置;

与所说周边外壳连通、用于在所说周边外壳和周围空气压力之间产生差压的装置;以及

用于在所说切削装置和所说工件之间相对运动的装置;

其中通过所说夹紧装置将所说工件相对于所说切削装置定位，使所说差压装置产生通过所说周边外壳的空气流动，从而能基本上清除来自所说周边外壳、切削装置、以及工件的切碎屑，因而基本上防止了自所说切屑至工件和切削装置的热传输，实现了所说绝热加工操作。

18、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说切削装置包括：

一个切削圆盘，它可绕一个轴转动并安装到所说基座上，所说切削圆盘有一个与所说轴径向间隔开的周边表面和一个基本上是平面的轴向端部表面;以及

一个与所说多个切削部件中的每一个相对应的齿槽，每个所说齿槽相对于所说轴斜向穿过所说周边表面延伸;

其中，所说平的轴向端部表面就能防止所说切屑在所说工件和所说切削圆盘之间堆积，并且所说齿槽还引导切屑沿着所说切削圆盘的周边表面移动，以便进入通过所说周边外壳的空气流中，因此在所说绝热加工操作期间产生的热量基本上不会传送到工件或切削圆盘上。

19、如权利要求18的设备，其特征在于所说齿槽的圆周宽度沿离开所说工件的方向逐渐增加。

20、如权利要求17的设备，其特征在于所说的切削装置是一个可绕一个轴转动的切削圆盘，所说切削圆盘有一个传动表面，在所述的轴处带有一个中心表面和一个与所说轴径向隔开的周边表面，将切削圆盘安装到所说转动装置上，使所说传动表面与所说转动装置靠紧，所说中心表面向转动装置弯转，且周边表面向背离所说转动装置的方向弯转，从而在所说传动表面的对面形成了一个中凹表面，从而增加了所说切削圆盘的刚性。

21、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说多个切削部件围绕所说切削装置的周边无规则地间隔开。

22、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说多个切削部件是金刚石刀件。

23、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说的罩板相对于所说夹紧装置和所说切削装置定位，从而在所说罩板和所说工件之间确定一个第一预定间隙，并且在所说罩板和所说切削装置之间确定一个第二预定间隙，该第一和第二预定间隙为所说空气流确定了一个通过所说周边外壳的通路，所说空气流产生一个包围所说工件的空气屏障。

24、如权利要求17的设备，其特征在于所说的工件具有预定的周边外形，所说的夹紧装置包括具有一个开口的台架，该开口和所说预定的周边外形紧密对应，从而在它们之间确定了一个预定的间隙，该预定间隙为所说空气流确定了一个包围所说工件并进入所说周边外壳的通路。

25、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说的差压装置包括：

一个与所说周边外壳流体连通的真空装置，所说真空装置在所说周围外壳和所说周围空气之间产生一个压力差;以及

通道装置，用于从所说周围外壳输送所说切屑。

26、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说的切削装置包括两个相对设置在所说基座上的切削装置，用于在两个工件上进行所说绝热加工操作，通过所说转动装置依次驱动每个切削装置，并且所说的加工设备还进一步包括：

用于沿预定的平行路径移动所说两个切削装置的装置，所说两个工件中的每个工件都被支撑在该预定平行路径中的对应的一个上;

其中，所说两个切削装置中的第一个同时受到转动装置的驱动和所说移动装置的移动，从而加工了所说工件中的相对应的那一个，而所说两个切削装置的第二个在加工所说工件中的第二个工件之前，由所说移动装置重新定位。

27、如权利要求17的加工设备，其特征在于进一步包括用于移动所说工件至夹紧装置的装置。

28、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说的预定表面速度是至少为10，000表面英尺/分的表面速度。

29、如权利要求17的加工设备，其特征在于所说的相对运动装置提供朝向所说工件的切削装置的速度约为每个切削部件0.008英寸。

30、一种加工两个工件的两级加工设备，所说两级加工设备包括：

一个基座部件;

两个按可转动方式安装到所说基座部件上的切削装置;

和所说两个切削装置相关并用于顺序驱动所说两个切削装置中的每一个的驱动装置;

用于夹紧靠近所说两个切削装置中的对应的一个切削装置的两个工件中的每一个工件的装置;以及

用于相对于所说夹紧和所说两个工件中的每一个工件同时移动两个切削装置的装置;

其中，所说的两切削装置的第一个同时被所说驱动装置驱动和被所说移动装置移动，以便加工第一个所说工件，而加工第二个工件前第二个所说切削装置先由所说移动装置重新定位。

31、如权利要求30的设备，其特征在于所说设备进一步包括用于从第一切削装置输送所说第一个工件至第二切削装置的装置。

32、如权利要求31的设备，其特征在于所说输送装置转动所说第一工件，使所说第一切削装置加工所说第一工件的第一表面，所说第二切削装置加工所说第一工件的另一相对表面。

33、如权利要求30的设备，其特征在于所说的两个切削装置安装在所说基座部件的相对的两侧。

34、如权利要求30的设备，其特征在于所说的移动装置沿预定的平行路径移动所说两个切削装置，每个所说工件都位于对应的一个所说预定的平行路径上。

35、一种用于基本上绝热加工一个工件的方法，所说方法包括如下步骤：

夹紧靠近一个切削装置的所说工件;

包围切削装置，从而为所说切削装置确定一个周边外壳;

在所说周边外壳和周围压力之间产生一个差压;以及

用所说切削装置切削所说工件，使在所说绝热加工期间产生的几乎全部热量都传送给由此形成的切屑上;

其中，所说工件相对于所说切削装置定位，使所说差压产生一个流体流动，能基本上从所说周边外壳、所说切削装置、以及所说工件清除切屑，因此基本上防止了自所说切屑至所说工件和切削装置的热传输，从而实现了绝热加工操作。

36、如权利要求35的方法，其特征在于所说切削步骤还包括如下步骤：以至少10，000表面英尺/分的表面速度转动切削装置，使每个所说切屑都按基本上绝热的方式形成。

37、如权利要求35的方法，其特征在于所说切削步骤包括用多个刀件以每个刀件约为0.008英寸的进刀速度切削所说工件，从而使每个切屑都基本上按绝热方式形成。

38、如权利要求35的方法，其特征在于所说产生差压步骤包括在所述周围外壳和周围空气压力之间产生所说差压，所说流体流动是空气流动。

39、如权利要求35的方法，其特征在于所说切削步骤是在没有冷却液情况下进行的干加工操作。

40、如权利要求35的方法，其特征在于所说切削步骤包括以至少500英寸/分的速度让所说工件通过所说切削装置。

41、一种适于安装到一个传动部件上以便加工工件的铣刀，所说铣刀包括：

一个圆盘形主体，具有：一个转轴、一个上轴端、一个下轴端、以及一个与所说转轴径向间隔开的周边表面;

一个设置在所说下轴端的平面表面，所说平面表面基本上包括所有的下轴端并且与所说周边表面邻接;以及

一个设置在所说上轴端的传动表面，该传动表面确定了一个位于所说转轴处的中心抬高的表面和一个与所说转轴径向分隔开并靠近所说周边表面的环形抬高表面，所说环形抬高表面比所说中心抬高表面抬得更高些;

其中，所说传动表面与所说传动部件接靠，使所说中心抬高表面向所说传动部件方向弯转，引起所说平面表面变形，从而在所说传动表面的对面确定一个中凹表面，增加了铣刀的刚性。

42、如权利要求41的铣刀，其特征在于进一步包括多个在所说周边表面形成并延伸过的齿槽。

43、如权利要求42的铣刀，其特征在于所说多个齿槽中的每一个都相对于所说转轴倾斜伸过所说周边表面。

44、如权利要求42的铣刀，其特征在于所说的每一个齿槽都有一个沿背离所说下轴端的方向逐渐增加的圆周宽度。

45、如权利要求42的铣刀，其特征在于所说的每一个齿槽都有一个沿背离所说下轴端的方向逐渐增大的径向深度。

46、如权利要求41的铣刀，其特征在于进一步包括多个凹槽，用于容纳多个切削刀件。

47、如权利要求46的铣刀，其特征在于所说的多个凹槽在所说周边表面上不规则地间隔开。

48、如权利要求41的铣刀，其特征在于进一步包括用于安装所说铣刀到所说传动部件上的装置。

49、如权利要求48的铣刀，其特征在于所说用于安装所说铣刀到所说传动部件上的装置是一个可变的调节装置，它适宜于改变所说铣刀的所说平面表面的凹度。

50、一种适宜于安装到一个传动部件上以便加工工件的铣刀，所说的铣刀包括：

一个圆盘状主体，具有一个转轴，一个上轴端、一个下轴端，以及一个与所说转轴同心的周边表面;

一个在所说转轴的下轴端形成的凹坑;

一个设在所说下轴端并且环绕所说凹坑的环形平状表面，所说环形平状表面与所说周边表面邻接;

用于按可调节方式在所说凹坑内安装所说加工铣刀至所说传动部件的装置;

一个设在所说上轴端的传动表面，所说传动表面确定了一个设在所说转轴处的中心抬高表面和一个靠近所说周边表面、与所说转轴径向间隔开的环形抬高表面，所说环表抬高表面比所说中心抬高表面抬得更高些;以及

多个在周边表面形成的、并且相对于所说转轴倾斜地伸过所说周边表面的齿槽;

其中，所说环形抬高表面与所说传动部件接靠，所说可调安装装置将所说加工铣刀安装到所说传动部件上，使所说中心抬高表面向所说传动部件方向弯转，引起所说环形平面表面变形，从而在所说传动表面的对面确定了一个中凹的表面，因而增加了所说加工铣刀的刚性。

51、如权利要求50的加工铣刀，其特征在于所说可调节的安装装置确定了一个与所说环形平面表面基本上共面的表面。

52、如权利要求50的加工铣刀，其特征在于所说多个齿槽中的每一个都有一个沿背后离所说工件的方向逐渐增加的圆周宽度。

53、一种用于加工工件的铣刀，所说铣刀包括：

一个圆盘状主体，具有一个转轴和一个与所说转轴径向间隔开的周边表面;以及

设置在所说周边表面上、用于容纳多个切削刀件的装置，所说容纳装置沿所说圆盘状主体的圆周方向不规则地间隔开，每一个容纳装置都相对于所说周边表面在朝向所说转轴的方向上有一个径向深度，每一个相应的所说容纳装置的径向深度基本上反比于所说的这个容纳装置和第二个所说容纳装置之间的距离，当转动所说铣刀加工所说工件时，所说第二容纳装置在所说的这个容纳装置之后;

其中，所述容纳装置不规则地分隔开，使所说铣刀加工所说工件时产生大量的白噪声，并且其中所说的容纳装置的径向深度对所说的不规则的间隔进行了补偿，因此每个所说切削刀件在所说铣刀每转一圈期间从所说工件上铣除的材料基本相等。

54、一种按可调方式安装到一个传动部件上以便用铣刀的前缘和后缘加工一个工件的铣刀，所说铣刀包括：

一个铣刀体，有一个转轴、一个上轴端，一个下轴端、以及一个与所说转轴隔开的周边表面;

一个设在所说上轴端的传动表面;以及

与所说铣刀体相联、用于按可调方式把所说铣刀体安装到所说传动部件上的装置，所说可调安装装置适于按可调方式在铣刀体的下轴端产生一个凹度，同时转动所说铣刀体以便轴向弯转所说铣刀体的周边表面。

55、一种适于按可调方式安装到一个传动部件上以便相对于传动部件得到铣刀的无限多个径向位置分度的铣刀，所说铣刀包括：

一个铣刀体，有一个转轴、一个上轴端、一个下轴端、以及一个与所说转轴分隔开的周边表面;

一个设在上轴端的传动表面;以及

与所说铣刀体相联、用于按可调方式把所说铣刀体安装到所说传动部件上的装置，所说可调安装装置适于相对于所说传动部件提供上轴端的径向位置分度，从而可对每个所说铣刀体和传动表面的轴向跳动进行补偿，从而把在所说铣刀体的下轴端处靠近所说周边表面的跳动降至最小。

56、一种用于输送工件往返于加工工位的输送设备，所说输送设备包括：

用于支撑所说工件的装置;

在结构上和所说支撑装置相连、用于在一个第一位置和所说加工工位之间输送所说支撑装置以便把所说工件自所说第一位置输送至所说加工工位的装置;

安装到所说支撑装置上用于摩擦接靠所说工件的装置，所说接靠装置可在一个打开位置和一个封闭位置之间移动;

与所说接靠装置连通用于朝向所说封闭位置加偏压给接靠装置的装置;以及

安装到所说支撑装置上的凸轮装置，用于在所说打开和封闭位置之间使所说接靠装置受到凸轮作用;

其中，所说工件在一个装料工位被装到所说支撑装置上，在这里所说凸轮装置与所说接靠装置啮合以打开所说接靠装置，从而让所说工件装入，以及所说凸轮装置脱开所说接靠装置，从而当所说支撑装置向所说加工工位输送工件时允许所说接靠装置靠紧工件。

57、如权利要求56的输送设备，其特征在于所说的支撑装置是两根基本上平行轨道。

58、如权利要求56的输送设备，其特征在于进一步包括一个基座，用于按可滑动的方式支撑所说支撑装置。

59、如权利要求56的输送设备，其特征在于进一步包括靠近所说支撑装置、用于在所说加工工位处从所说支撑装置移去工件的装置。

60、一种从装料工位至平紧工位输送工件的输送设备，所说输送设备包括：

一个基座;

至少一个可在所说基座上移动的轨道，用于在所说装料工位和所说夹紧工位之间输送工件;

至少一个按可枢轴转动方式安装到所说至少一个轨道上的、用于摩擦接合工件的接靠部件，所说至少一个接靠部件可在一个打开位置和一个封闭位置之间移动;

一个与所说至少一个接靠部件啮合的弹簧，用于朝向所说封闭位置加偏压给所说至少一个接靠部件;

一个安装到靠近所说至少一个轨道的所说基座上的凸轮部件，所说凸轮部件在所说工件处于所说装料工位时与所说至少一个接靠部件接合，以便将所说至少一个接告部件枢轴转动到所说打开位置;

安装到所说至少一个轨道下方的夹紧装置，用于在所说夹紧工位支撑所说工件;以及

在结构上与所说至少一个轨道相连的装置，用于朝向所说夹紧装置降低所说至少一个轨道，从而从所说至少一个轨道提升所说工件并从所说至少一个接靠装置上移去所说工件;

其中，在所说装料工位将所说工件装到所说至少一个轨道上，所说的凸轮部件与所说至少一个接靠部件接合以打开所说至少一个接靠部件，从而允许装入所说工件，并且使所说凸轮部件与所说至少一个接靠部件脱开，使所说至少一个接靠部件枢轴转动靠紧所说工件，因此当所说至少一个轨道输送所说工件离开所说装料工位并向所述夹紧工位前进时能可靠地把所说工件保持在所说至少一个轨道上。

61、如权利要求60的输送设备，其特征在于所说至少一个轨道是一对基本上平行的轨道。

62、如权利要求61的输送设备，其特征在于所说至少一个接靠部件包括至少两个销钉，将其中至少一个销钉按可枢轴转动的方式安装到一对基本上平行的轨道中的一个上。

63、如权利要求61的输送设备，其特征在于所说至少一个接靠部件包括至少两个销钉，将其中所说至少两个销钉按可枢轴转动的方式安装到至少一对所说基本上平行的轨道中的一个上。

64、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，所说夹紧设备包括：

用于支撑所说工件的装置;以及

靠近所说支撑装置、用于至少和所说工件的一个边缘啮合的装置，所述啮合装置至少使所说工件的一部分朝向所说夹紧设备方向弯转一个预定的距离。

因此，作为所说弯转的结果，在所说工件内产生了额外的刚性。

65、如权利要求64的夹紧设备，其特征在于所说的支撑装置至少包括三个支撑部件。

66、如权利要求64的夹紧设备，其特征在于所说的预定距离小于所说工件的预定公差。

67、如权利要求64的夹紧设备，其特征在于进一步包括靠近所说支撑装置的接靠部件，其中所说的啮合装置产生一个迫使所说工件靠紧所说接靠装置的合力。

68、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，所说夹紧设备包括：

用于至少在三个点上支撑所说工件的装置;

靠近所说支撑装置、用于至少啮合所说工件一个边缘的装置，所说啮合装置弯转至少一部分所说工件;以及

用于支撑靠近所说啮合装置的工件的第二装置，所说第二支撑装置有一个上升预定距离的高度，该升高的预定距离在由所说至少三点确定的一个平面的下方，所说第二支撑装置限制所说工件至所说预定距离的弯转;

因此，作为偏转所说工件至所说预定距离的结果，即在所说工件中产生了额外的刚性。

69、如权利要求68的夹紧设备，其特征在于进一步包括靠近所说支撑装置的一个接靠装置，其中所说啮合装置产生了一个迫使所说工件靠紧所说接靠装置的合力。

70、如权利要求68的夹紧设备，其特征在于所说的啮合装置包括多个缓冲装置。

71、如权利要求68的夹紧设备，其特征在于所说多个缓冲装置中的每一个都有一个接合表面，在该表面上沉积一层粗糙的铬层。

72、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，其中所说的工件包括一个通孔，所说夹紧设备包括：

用于支撑所说工件的装置;以及

靠近所说支撑装置、用于非对称地啮合所说孔的装置，所说非对称啮合装置至少将所说工件的一部分弯转一预定距离;

其中，作为弯转所说工件至所说预定距离的结果，在所说工件中产生额外的刚性。

73、如权利要求72的夹紧设备，其特征在于所说的支撑装置至少包括三个支撑部件。

74、如权利要求72的夹紧设备，其特征在于所说非对称啮合装置包括一个非对称的夹盘，该夹盘有两个隔开角度小于180°的爪，所说两个爪的尺寸能使它们能容纳在所说孔内。

75、如权利要求72的夹紧设备，其特征在于所说预定距离小于所说工件的预定公差。

76、如权利要求72的夹紧设备，其特征在于进一步包括安装到所说支撑装置上一个接靠部件，所说非对称啮合装置产生一个迫使所说工件靠紧所说接靠部件的合力。

77、如权利要求72的夹紧设备，其特征在于进一步包括安装到所说非对称啮合装置上的用于探测振动的装置。

78、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，其中所说工件上包括一个通孔，所说夹紧设备包括：

用于至少在三点支撑所说工件的装置;

靠近所说支撑装置、用于非对称地啮合所说孔的装置，所说非对称啮合装置至少弯转所说工件的一部分;以及

在所说非对称啮合装置附近用于支撑所说工件的第二装置，所说第二支撑装置有一个升高了一个预定距离的高度，该升高的预定距离在由所说至少三点确定的一个平面的下方，所说第二支撑装置限制所说工件至所说预定距离的弯转;

因此作为弯转所说工件至所说预定距离的结果，在所说工件内产生了额外的刚性。

79、如权利要求78的夹紧设备，其特征在于进一步包括靠近所说支撑装置的一个接靠装置，其中所说的非对称啮合装置产生了一个迫使所说工件靠紧所说接靠装置的合力。

80、如权利要求78的夹紧设备，其特征在于所说的非对称啮合装置包括一个有两爪的非对称夹盘，其中两爪隔开的角度小于180°，所说两爪的尺寸应使它们能容纳在所说孔内。

81、如权利要求80的夹紧设备，其特征在于所说两爪中的每一个都包括一个啮合表面，在该表面上沉积一层粗糙的铬层。

82、如权利要求78的夹紧设备，其特征在于进一步包括安装到所说非对称啮合装置上的用于探测振动的装置。

83、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，其中所说的工件包括一个通孔，所说夹紧设备包括：

支撑所说工件的装置;

靠近所说支撑装置、用于至少啮合所说工件的一个边缘的夹紧装置;以及

靠近所说支撑装置、用于非对称地啮合所说孔的装置;

其中，所说非对称啮合装置和所说夹紧装置朝向所说支撑装置的方向至少将所说工件的一部分弯转一个预定的距离，从而在所说工件中产生刚性。

84、如权利要求83的夹紧设备，其特征在于所说的支撑装置至少包括三个支撑部件。

85、如权利要求83的夹紧设备，其特征在于所说预定距离小于所说工件的预定公差。

86、如权利要求83的夹紧设备，其特征在于进一步包括一个靠近所说支撑装置的接靠部件，所说夹紧装置产生了一个迫使所说工件靠紧所说接靠部件的合力。

87、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的夹紧设备，其中所说工件至少包括一个通孔，所说夹紧设备包括：

用于至少在三点支撑所说工件的装置;

用于支撑所说工件的第二装置，所说工件位于所说至少三点中至少两点的中间，所说第二支撑装置有一个抬高预定距离的高度，该抬高的预定距离位于所说至少三点确定的一个平面的下方;

靠近所说支撑装置用于啮合工件的至少一个边缘的装置;以及

一个包括两爪的非对称夹盘，两爪分开的角度小于180°，所说两爪的尺寸应能容纳在所说孔内;

其中，所说非对称夹盘的两爪以及所说啮合装置使至少所说工件的一部分靠紧所说第二支撑装置弯转，作为被弯转所说预定距离的结果，在所说工件中产生刚性。

88、如权利要求87的夹紧设备，其特征在于进一步包括靠近所说支撑装置安装的一个接靠部件，因此所说啮合装置产生了一个迫使所说工件靠紧所说接靠部件的合力。

89、如权利要求87的夹紧设备，其特征在于所说啮合装置和所说两个爪都包括一个啮合表面，在该表面上沉积一层粗糙的铬层。

90、如权利要求87的夹紧设备，其特征在于所说的工件有一个第二通孔，所说夹紧设备包括一个第二夹盘，该夹盘具有多个等距离开的爪，确定所说多个等距隔开的爪的尺寸，使它们能容纳在所说第二孔中，从而相对于所说非对称夹盘固定了所说工件。

91、如权利要求87的夹紧设备，其特征在于进一步包括安装在所说非对称夹盘上的用于探测振动的装置。

92、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的方法，所说方法包括如下步骤：

在一个夹紧装置上支撑所说工件;

用至少一个抓紧部件接合至少所说工件的一个边缘;以及

用所说至少一个抓紧部件将至少一部分所说工件弯转一个预定距离;

借此，作为所说弯转的结果，在所说工件中产生额外的刚性。

93、如权利要求92的方法，其特征在于所说的支撑步骤包括在至少三个支撑部件上支撑所说工件。

94、如权利要求92的方法，其特征在于所说的弯转步骤使所说工件弯转的距离小于所说工件的预定公差。

95、如权利要求92的方法，其特征在于还进一步包括如下步骤：在所说夹紧装置上提供一个接靠部件，其中所说啮合所说至少一个抓紧部件的步骤产生一个迫使所说工件靠紧所说接靠部件的合力。

96、如权利要求92的方法，其特征在于还包括限制所说弯转至一个预定距离的步骤。

97、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的方法，其中所说工件至少包括一个通孔，所说方法包括如下步骤：

在一个夹紧装置上支撑所说工件;以及

非对称地啮合所说的孔，从而将所说工件的至少一部分弯转一个预定的距离;

借此，作为所说弯转的结果，在所说工件中产生了额外的刚性。

98、如权利要求97的方法，其特征在于所说支撑步骤包括在至少三个支撑部件上支撑所说工件。

99、如权利要求97的方法，其特征在于进一步包括限制所说弯转至一个预定距离的步骤。

100、如权利要求99的方法，其特征在于限制所说弯转的步骤使所说工件弯转的距离小于工件的预定公差。

101、一种用于在加工操作期间支撑一个工件的方法，其中所说工件包括至少一个通孔，所说方法包括如下步骤：

在一个夹紧装置上支撑所说工件;

用至少一个抓紧部件啮合所说工件的至少一个边缘;

用一个非对称夹盘啮合所说的孔，该夹盘至少有两个爪，它们隔开的角度小于180°;

打开所说非对称夹盘，使所说至少两个爪啮合所说工件;以及

用所说至少两个爪和所说至少一个抓紧部件将至少一部分所说工件弯转一个预定距离;

借此，作为所说偏转的结果，在所说工件中产生了额外的刚性。

102、如权利要求101的方法，其特征在于所说的支撑步骤包括在至少三个支撑部件上支撑所说工件。

103、如权利要求101的方法，其特征在于所说的弯转步骤使所说工件弯转的距离小于所说工件的预定公差。

104、一种按转动方式相对于支撑一个工件的夹紧装置支撑一个铣削主轴至一个基座上的外壳，所说外壳包括：

一个对应于所说主轴的转轴的轴;

设在所说外壳上用于按可枢轴转动方式安装所说外壳至基座上的装置;以及

设在所说外壳上用于使所说外壳相对于所说基座受到凸轮作用的装置，所说凸轮装置与所说安装装置分隔开;

因此，通过使所说外壳相对于基座受到凸轮作用就可以相对于工件调节所说外壳的轴，从而调整了所说铣削主轴的偏斜。

105、如权利要求104的外壳，其特征在于所说凸轮装置包括一个凸轮表面和一个与所说凸轮表面发生凸轮作用的凸轮部件。

106、如权利要求105的外壳，其特征在于所说的凸轮表面是在所说外壳中的一个孔。

107、如权利要求105的外壳，其特征在于所说的凸轮部件是一个按可转动方式安装到所说基座上的偏心轴。

108、如权利要求104的外壳，其特征在于所说的基座包括一个销钉，其中所说安装装置是一个在所说外壳上形成的轴颈，所说轴颈在所说销钉上可枢轴转动，从而在所说外壳和所说基座之间提供相对转动。

109、一种用于按可转动方式相对于支撑一个工件的夹紧装置支撑一个铣削主轴到铣床基座上的铣削外壳，所说外壳包括：

一个与所说主轴的转轴对应的轴;

设在所说外壳上用于按可枢轴转动方式安装外壳至基座上的装置;

设在所说外壳上并与所说安装装置隔开的一个凸轮表面;以及

安装到所说基座上并与所说凸轮表面滑动啮合的一个凸轮部件;

其中，可以通过在所说凸轮表面内转动所说凸轮部件来相对于所说工件调节所说外壳的主轴，从而调节所说铣削主轴的偏斜。

110、如权利要求109的外壳，其特征在于所说的凸轮表面是一个在所说外壳中的孔。

111、如权利要求109的外壳，其特征在于所说的凸轮部件是一个按可转动方式安装到所说基座上的偏心轴。

112、如权利要求109的外壳，其特征在于所说的基座包括一个销钉，其中所说的安装装置是在所说外壳上形成的一个轴颈，所说轴颈按可转动方式安装到所说销钉上，从而在所说外壳和所说基座之间可作相对转动。

113、一种用于精确拾起和放置一个工件的输送设备，所说输送设备包括：

一对相互隔开的并置部件，在它们之间形成一个槽以容纳所说工件;

固定到所说一对并置部件上用于在一个第一位置和一个第二位置之间移动所说这对并置部件的装置;

按可枢轴转动方式固定到每个所说并置部件上的一个抓紧部件，所说抓紧部件有一个用于按可枢轴转动方式安装所说抓紧部件至每一个所说并置部件上的枢轴端和一个可枢轴转动进入所说槽内以便啮合所说工件的啮合端;

与每一个所说抓紧部件啮合以便给每个所说抓紧部件加偏压进入所说槽中的装置;

与每个所说抓紧装置相联的止块装置，用于限制每个所说抓紧装置伸入所说槽内的程度，使在一个伸展位置处所说抓紧部件与所说预定距离分开一个预定的距离，该距离小于对应的所说工件的宽度，

与所说抓紧部件相联、用于在一个缩回位置处固定每一个抓紧部件的装置，所说固定装置分别依次允许一个第一夹紧部件和一个第二夹紧部件伸入所说槽中;

其中，一旦被所说固定装置松开，所说第一抓紧部件就朝向所说工件移动，直到所说第一抓紧部件与所说止块装置接合时为止，所说止块装置为所说第一抓紧部件确定了一个预定距离;并且一旦被所说固定装置松开，所说第二抓紧部件就朝所说工件移动，直到所说第二抓紧部件与所说工件接合时为止，所说第二抓紧部件将所说工件靠紧到第一抓紧部件而抓紧，从而在一个预定位置定位所说工件以便输送。

114、如权利要求113的输送设备，其特征在于所说的移动装置包括：

一个与所说一对并置部件相联的基座;

一个按可枢轴转动方式安装到所说基座上的臂，所说的一对并置部件安装到所说臂上;以及

与所说的臂相联的控制装置，用于在所说第一和第二位置之间转动所说的臂。

115、如权利要求113的输送设备，其特征在于所说第一位置是工件安放工位，所说第二位置是工件卸下工位。

116、如权利要求113的输送设备，其特征在于有一个所说第一抓紧部件被安装到所说并置部件对中的第一个上，有两个所说第二抓紧部件安装到所说并置部件对中的第二个上。

117、如权利要求116的输送设备，其特征在于所说两个第二抓紧部件相互隔开，所说一个第一抓紧部件定位在所说两个第二抓紧部件的中间。

118、如权利要求113的输送设备，其特征在于所说固定装置包括一个与每个所说抓紧部件对应的缸体，给所说缸体供应能量以便在所说缩回位置固定每个所说抓紧部件，并移去能量使所说每个抓紧部件转入所说槽中。

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