(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削機の回生振動を低減する方法であって、前記方法では、
ワークピース（１）が、工具ヘッド（２）の一方の端部に配置された切削工具（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）を備える前記工具ヘッド（２）に対して相対的に回転し、
前記工具ヘッド（２）は、長手軸を中心に回転し、少なくとも１つの切削工具（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）によって前記ワークピース（１）の壁を加工処理し、
前記工具ヘッド（２）は、加工処理の間、振動が励振され、
前記振動によって緩い付加質量（ｍｚ）が運動され、
前記緩い付加質量（ｍｚ）は、リング状の構造であり、第１の位置では前記工具ヘッド（２）にランダムに接触し、または第２の位置では工具ヘッド（２）に接触及び接続せず、
これにより前記工具ヘッド（２）の全体質量は、付加質量（ｍｚ）の分だけランダムに変化し、前記質量変化によって前記工具ヘッド（２）の振動特性が変化し、これにより回生振動に対抗作用され、
さらに前記方法では、前記工具ヘッド（２）をスピンドルに交換可能に装着することのできる収容部（５１）が、前記工具ヘッド（２）の前記一方の端部に対向する他方の端部に配置され、
前記工具ヘッド（２）の壁が所定の半径（ｒ１）を備える外壁（７１）として構成され、前記緩い付加質量（ｍｚ）の対応の壁は、前記半径（ｒ１）より大きい対応の半径（ｒ２）を備える対応の内壁（７２）として構成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の切削機の回生振動を低減する方法を実施する切削機であって、
前記ワークピース（１）の壁を加工処理するために前記工具ヘッド（２）の一方の端部に配置された少なくとも１つの切削工具（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）を備え、長手軸を中心に回転する前記工具ヘッド（２）と、
前記工具ヘッド（２）に対してランダムに異なる位置を有することのできる前記緩い付加質量（ｍｚ）と、を有する切削機であって、
前記緩い付加質量（ｍｚ）はリング状の構造であり、前記工具ヘッド（２）に前記第１の位置で接触し、前記第２の位置では前記工具ヘッド（２）との接触及び接続を有しておらず、
前記工具ヘッド（２）は、前記第１の位置では第１の振動特性を、前記第２の位置では第２の振動特性を有し、
さらに前記工具ヘッド（２）の前記一方の端部に対向する他方の端部にある前記収容部（５１）を有し、前記収容部（５１）により前記工具ヘッド（２）はスピンドルに交換可能に装着することができ、
前記工具ヘッド（２）の壁は、所定の半径（ｒ１）を備える外壁（７１）として構成されており、前記緩い付加質量（ｍｚ）の対応の壁は、前記半径（ｒ１）より大きい対応の半径（ｒ２）を備える前記対応の内壁（７２）として構成されている、
ことを特徴とする切削機。
【請求項３】
前記工具ヘッド（２）は、運転中に長手軸を中心に回転する外壁（７１）を有し、前記緩い付加質量（ｍｚ）は、回転する対応の内壁（７２）を有しており、
前記対応の内壁（７２）は、前記第２の位置においてはその全伸長部に沿って前記回転する外壁（７１）から離間している、ことを特徴とする請求項２に記載の切削機。
【請求項４】
前記外壁（７１）がシリンダ形に成形されており、前記対応の内壁（７２）も同様にシリンダ形に成形されている、ことを特徴とする請求項２または３に記載の切削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、とりわけ切削機の回生振動を低減する方法、および切削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削機は、従来技術においてはパイプ端部のための回転する工具ヘッドの形態でもちろん十分に公知である。工具ヘッドは例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献２には、スピンドルを有するドリルヘッドが開示されており、このドリルヘッドの外側端部には付加ウェイトのための空間が設けられている。この空間はキャップによって閉鎖することができる。そこに開示されたドリルヘッドは、不利なことには付加ウェイトと一緒でなければ使用できない。
【０００４】
特許文献３には、ワークピースを加工処理するための振動減衰型工具が記載されており、工具本体の周面に沿って１つまたは複数のスライド可能な振動ダンパが固定されている。この工具の欠点は、振動を可及的に最適に減衰するためには、振動ダンパの位置をあらかじめ正確に決定しなければならないことである。
【０００５】
回転する工具ヘッドを有する切削機は振動性の物体であり、切断されたパイプ部分がこれによって後処理される。とりわけパイプ部分の端部には斜面を設けることができる。斜面を形成するために工具ヘッドが、パイプ部分の長手軸の延長線上でパイプ端部へと進められ、工具ヘッドは回転し、１つまたは複数の切断ブレードを有しており、この切断ブレードによって内側斜面または外側斜面、並びに予定サイズがパイプ部分の端部に設けられる。斜面および予定サイズを設ける際に切り屑がパイプ端部から浮き上がる。工具ヘッドは回転するスピンドルの端部にあり、スピンドルと一緒に振動することのできる物体である。基本的にパイプ部分の外壁も内壁も正確には円形ではなく、したがって切削過程の際に負荷変化が生じる。負荷変化がスピンドルに取り付けられた工具ヘッドの固有振動数の領域にある場合、不所望の振動（ガタガタ）が発生し得る。一方でこの振動は切削機を負荷し、他方で作製すべきワークピース表面を波状にする。このことは品質の損失につながる。それどころか場合により、加工処理されたワークピースが使用不能になる。
【０００６】
振動の特殊な形態は、いわゆる回生振動である。工具ヘッドの固有振動が、同じ切削工具によりすでに予備加工された表面に形成された表面の波打ちによって繰り返し励起される。振動が発生し、この振動はますます増幅される。
【０００７】
回生振動を回避するために、従来技術には種々の解決アプローチがある。
【０００８】
例えば多重ブレード式フライス工具または摩擦工具の場合、ブレードが互いに種々異なる間隔で配置されており、これにより切断中の励振周波数が常に変化する。その結果、回生振動が理想的な場合にはまったく発生しない。
【０００９】
片刃の工具の場合、ブレード間隔を変化することはもちろん不可能である。しかし回転する切削工具の回転数を常時急速に変化することが公知であるが、しかしこれは周波数が高い場合には強い機械負荷を引き起こし得る。
【００１０】
その他、振動が電子的に検出され、付加質量によってシステムの固有振動数を変化するアクティブ型の減衰システムも公知である。その他、液圧式減衰器または付加的な弾性質量システム、すなわちいわゆるダンパが設けられており、これらが共振周波数を十分に消失させるパッシブ型減衰システムも存在する。しかし回生振動を回避するための前記システムは非常に面倒であり、保守も大変である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許第２１０６３１３号明細書
【特許文献２】米国特許第２６９９６９６号明細書
【特許文献３】独国特許第１０２００９００９２１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって本発明の課題は、回生振動が比較的僅かしか発生しないか、好ましくはまったく発生しない、回生振動を低減する方法並びに切削機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の視点においてこの課題は、請求項１の特徴を備える方法によって解決される。
【００１４】
ここではワークピースが、少なくとも１つの切削工具を備える工具ヘッドに対して相対的に回転される。この方法の一変形例では、工具ヘッドを切削機に対して相対的に位置固定して保持し、ワークピースを回転することができる。本発明の方法の別の一変形例では、ワークピースが切削機に対して相対的に位置固定してクランプ留めされ、工具ヘッドがワークピースに対して回転する。工具ヘッドは、少なくとも１つの切削工具によってワークピースの壁を加工処理する。
【００１５】
ワークピースは、とりわけ金属ワークピース、とりわけ鉄またはスチールワークピースとすることができるが、他の材料も考えられる。ワークピースは好ましくは長手の形状を有する。ワークピースは、長手異形材、とりわけパイプまたは断面が円形の中実異形材とすることができる。パイプは、全長にわたって円形の外径および／または内径を有することができる。しかし本方法は、好ましくは円形の内側または外側断面を有する他のワークピースにも適用することができる。ここで円形とは数学的に完全な円形だけでなく、数学的に完全な円形から僅かに異なるものも含む。本方法は、とりわけこの現実的な円形にちょうど適用可能である。
【００１６】
少なくとも１つの切削工具は工具ヘッドの一方の端部に配置されている。少なくとも１つの切削工具に対向して、工具ヘッドの他方の端部には収容部が設けられており、この収容部と工具ヘッドは、切削機により駆動されるスピンドル上に固定される。工具ヘッドは、付加質量と共に容易に交換することができる。
【００１７】
収容部は好ましくは、容易に取り扱い可能な内ネジとして構成されており、一方、スピンドルは外側端部に対応する外ネジを有する。
【００１８】
工具ヘッドは、加工処理の間、振動が励振される。振動によって緩い付加質量が運動される。前記緩い付加質量は第１の位置で工具ヘッドにランダムに接触し、第２の位置で付加質量は工具ヘッドとの接続を有しない。とりわけ付加質量は、工具ヘッドとの弾性接続、減衰性接続またはその他の接続も有しておらず、付加質量は好ましくは第２の位置で空気により完全に取り囲まれており、短時間の間、いわば空間に浮遊する。これにより工具ヘッドの質量は付加質量の分だけランダムに変化し、工具ヘッドの質量変化によって工具ヘッドの振動特性が変化し、したがって回生振動に対抗作用する。
【００１９】
本発明の方法は、回転可能なスピンドルに堅固に取り付けられ、加工処理工程の間、スピンドル長手軸に相当する長手軸を中心に回転する工具ヘッドの振動特性をランダムに変化させるというアイデアを利用するものである。工具ヘッドの振動特性は、とりわけスピンドルの剛性、減衰度および工具ヘッドとスピンドルの質量によって実質的に決定される。ここで減衰は、長手方向から振動が励振される工具ヘッドが自然に静止状態に移行することによって発生し、この静止状態から減衰度が決定される。
【００２０】
しかし本発明の方法はさらに、付加質量を工具ヘッドにまたは工具ヘッド内に緩く配置することによって質量変化をランダムに行わせるというアイデアを利用するものである。
【００２１】
このために工具ヘッドはシリンダ形の内部空間を有することができ、この内部空間内にシリンダ形の付加質量が配置される。付加質量は、対応する外壁と、互いに平行に延在する２つの端面側とを有している。前記外壁の断面は厳密に円形に構成されており、シリンダの長手伸長部全体にわたって同じ円形に構成されている。前記２つの端面側は、対応の壁上に直角に起立している。シリンダは所定の半径を有し、この半径は、工具ヘッドのシリンダ形の内部空間の内側半径よりもやや小さく構成されている。シリンダ形の切欠部の端面の間隔は、シリンダ形の付加質量の両端面側の間の長さよりもやや大きい。これにより、シリンダ形の付加質量はいわばグラグラになる。すなわち遊びの中で全ての方向において自由に運動するよう工具ヘッドの内部空間内に配置される。
【００２２】
工具ヘッドの動作中に付加質量の対応の外壁は、比較的長時間の間、工具ヘッドのシリンダ形の切欠部の内壁に当接する。しかし工具ヘッドが、例えば発生する回生振動の開始時のように小さく振動されると、付加質量はランダムに特定の時点で、短時間の間、内壁とのその接触接続を失う。付加質量は、いわば無接触で工具ヘッドの内部空間内を浮遊し、これにより固有振動数の決定に責任のある工具ヘッドの質量が低下し、これにより工具ヘッドの固有振動数が変化する。回生振動に対して責任のある、すでに振動している工具ヘッドの周期的な刺激が、固有周波数が変化することにより、もはや不安定な振動を引き起こせなくなる。すなわち、各回転の際に次第に強くなる振動特性を引き起こせなくなる。なぜなら固有周波数も変化しているからである。
【００２３】
工具ヘッドをスピンドルから取り外した後、内部空間には自由にアクセスでき、付加質量を取り外し、または交換することができる。
【００２４】
本発明の方法のさらなる一実施形態では、付加質量がリング状に工具ヘッドの外壁を中心に巻き付けられている。工具ヘッドの外壁は長手方向に対して垂直の断面において円形に構成されており、所定の半径を有する。一方、リング状の付加質量の内壁は対応の半径を有し、この半径は前記半径よりもやや大きく、したがってリングも同様に工具ヘッドの外壁に緩く当接する。第１の位置でリングの対応の壁は工具ヘッドの外壁に接触し、第２の位置でリング状の付加質量は工具ヘッドと接続も接触もまったくしない。付加質量は、工具ヘッドの周囲にいわば浮遊している。作用の仕方は上記に対応しており、上に述べたことは本発明のこの実施形態にも完全に関連する。
【００２５】
この課題は、第２の視点において請求項４の特徴を備える切削機によって満たされる。
【００２６】
この切削機は、とりわけ上記方法を実施するのに適する。この切削機は、ワークピースの壁を加工処理するための少なくとも１つの切削工具を備える工具ヘッドと、緩い付加質量とを有し、該付加質量は、工具ヘッドに対して種々異なる位置を有することができ、該工具ヘッドと第１の位置において接触し、第２の位置においては該工具ヘッドとの接続を有しない。そして前記工具ヘッドは、第１の位置においては第１の振動特性を、第２の位置においては第２の振動特性を有する。
【００２７】
切削機に関して本発明は同様に、好ましくはスピンドルに懸架され、かつ長手軸から突き出て全ての方向で振動することのできる工具ヘッドの固有周波数を、当該工具ヘッドの質量を変化することによって変化させるというアイデアを利用する。しかし工具ヘッドの質量変化は、制御によりまたは機械的にコントロールして行われるのではなく、ランダムに行われる。工具ヘッドの質量は、付加質量が工具ヘッドと第１の位置で接触するときに増大し、工具ヘットが接続を有しないとき、すなわち工具ヘッドとの弾性接続、減衰性接続またはその他の接続も形成されないときに付加質量の分だけ質量が減少する。質量変化によって工具ヘッドの振動特性が変化し、これにより上に述べたように回生振動に対抗作用する。驚くことには、工具ヘッドの質量をランダムに変化させるこの単純なバリエーションは、素晴らしく効率的に回生振動に対抗作用することが示された。とりわけパイプ端部の加工処理の際に回生振動によって生じる波状の不規則性を、ほぼ完全に回避することができる。
【００２８】
有利には工具ヘッドは運転中に長手軸を中心に回転する壁を有し、付加質量は回転する対応の壁を有する。ここで前記対応の壁は、第２の位置においてはその全伸長部に沿って、回転する壁から遊びの分だけ離間している。付加質量と工具ヘッドは、互いに相対的に可動であり、相対的な運動空間は非常に小さく、ここでは遊びと称する。この遊びは好ましくは数ミリメートルであり、特に好ましくは単にマイクロメートル領域にある。第１の位置では付加質量が壁に当接するが、第２の位置では付加質量は完全に空気により取り囲まれ、付加質量は工具に対していわば浮遊する。
【００２９】
本発明の好ましい一実施形態では、壁がシリンダ形に成形されており、対応の壁も同様にシリンダ形に成形されている。有利には壁は、所定の半径を備える内壁として構成されており、対応の壁は、前記半径よりも小さい対応の半径を備える対応の外壁として構成されている。前記内壁は、工具ヘッド内にあるシリンダ形の内部空間の内壁とすることができ、対応の外壁は、内部空間内に緩く配置されたシリンダの外壁とすることができる。内部シリンダは、その周囲に沿ってその端面側に向かっても各方向において内部空間内に遊びを有する。
【００３０】
本発明の別の一実施形態では、外壁は所定の半径を備えるシリンダとして構成されており、対応の壁は、前記半径よりも大きな対応の半径を備える外側リングの対応の内壁として構成されている。ここでリングはシリンダの周囲にいわば挿入されており、リングは遊びを持ってシリンダに緩く当接し、これにより工具ヘッドは、外側リングが工具ヘッドに接触する際に、外側リングが工具ヘッドと接触しない時点よりも外側リングの質量分だけ大きな質量を形成する。
【００３１】
切削過程はここでは周期的な過程であり、加工される工具表面の不規則性が周期的に切削工具と接触し、これを周期的に励振する。この周期的な励振がとりわけ工具ヘッドの固有周波数と一致すると、振動が回生振動へと不安定になる。これは非常に大きな騒音を引き起こし、切削工具の損傷、および非常に非平坦なワークピース表面の損傷を引き起こし得る。
【００３２】
本発明を、７つの図面に示された２つの実施例に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】表面を切削加工する際の切削機の物理的振動を説明するための物理的な原理図である。
【図２】付加質量を備える本発明の切削機を説明するための物理的な原理図である。
【図３】切削加工過程中の、ワークピースに対する本発明の工具ヘッドの配置を示す図である。
【図４】第１実施形態における本発明の工具ヘッドの斜視図である。
【図５】本発明の内部質量を備える図４の縦方向断面図である。
【図６】本発明の工具ヘッドの第２実施形を示す斜視図である。
【図７】本発明の外部質量を備える図６の縦方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、断面が実質的に円形のワークピース、例えば外側断面が実質的に円形のパイプ部分１を概略的に示す。しかしワークピースは、中実異形材または部分的に中実異形材および中空異形材とすることもできる。ワークピースは好ましくは金属製であり、特に好ましくはスチール製である。しかし他の材料を設けることもできる。パイプ部分１は工具ヘッド２によって加工処理され、この工具ヘッドは概略図ではちょうど１つの個別の切削ブレード３を有する。工具ヘッド２は、もちろん２つ、３つまたはそれ以上の数の切削ブレード３を有することができる。工具ヘッド２とパイプ部分１は互いに相対的に回転する。ここで工具ヘッド２は空間内に（図示しない）切削機に対して固定して保持することができ、パイプ部分１は長手方向Ｌに配向された長手軸を中心に回転することができる。またはパイプ部分１は空間内に切削機に対して固定することができ、工具ヘッド２は長手軸を中心にパイプ部分１の周囲を回転することができる。この場合、切削ブレード３はパイプ部分１を中心に外周囲で回転する。回転過程の間、切削工具は切り屑をパイプ部分１の外壁４から浮き上がらせる。切削過程の間、切削力の負荷変化が、例えば外壁４が正確に円形ではないことによって生じる。このことは実際には常に生じることであり、そのため浮き上がった切り屑は実際には僅かに異なった厚さを有する。パイプ端部１が理想的に円形である場合であっても負荷変化が生じ、この負荷変化はまず工具ヘッド２に小さな振動運動を引き起こす。しかしこの小さな振動運動は、工具ヘッド２とパイプ部分１の継続的な相対回転によって周期的に増大することがあり、いわゆる回生振動を引き起こす。
【００３５】
パイプ部分１の外面４の波打ちが、工具ヘッド２を周期的に常に同じ振動で繰り返し励振する。通常、工具ヘッド２は約５，０００回転／分で回転するが、他の回転数も考えられる。とりわけ工具ヘッド２は、それより低い、または高い回転数で走行することができる。工具ヘッド２は、長手方向Ｌに配向された回転する（図示しない）スピンドルに取り付けられており、長手方向Ｌから出るように振動することがある。工具ヘッド２の振動特性は、スピンドルに取り付けられた工具ヘッド２の剛性ｃ、工具ヘッド２とスピンドルとの減衰度ｄおよび質量ｍによって実質的に決定される。とりわけ工具ヘッド２の固有周波数ｆｅｉｇｅｎは、これら３つのパラメータの関数である。ここで固有周波数ｆｅｉｇｅｎとは、スピンドルに取り付けられた工具ヘッド２が長手方向から出るように振動する固有周波数である。
【００３６】
本発明は、図２に示すように工具ヘッド２の全体質量を付加質量ｍｚの分だけランダムに短時間変化させ、これにより振動特性をランダムに短時間変化させるというアイデアを利用する。
【００３７】
工具ヘッド２は、収容部内に堅固に張架され固定されたパイプ部分を中心に回転され、工具ヘッド２の全体質量は、付加質量ｍｚが工具ヘッド２に接続されているか、またはこれに接触しておらず接続もされていないかに応じて変化する。付加質量ｍｚが工具ヘッド２と、例えば付加質量ｍｚが工具ヘッド２に接触することにより接続されている場合、工具ヘッド２の固有周波数は低下し、付加質量ｍｚが工具ヘッド２との接続を有していない場合、工具ヘッド２の固有周波数は上昇する。
【００３８】
工具ヘッド２の振動特性が変化することにより、いわば摂動が切削過程に導入され、この摂動は周期的に増大する振動に対抗作用する。回転運動中にパイプ部分１の壁にある波状部によって工具ヘッド２が周期的に励振されても、回生振動の形態の共振異常現象は生じない。なぜなら、工具ヘッド２の共振周波数が質量変化によって変化するからである。
【００３９】
図３は、パイプ部分１の一端部を示す。ここでこれは金属パイプである。金属パイプには本発明の工具ヘッド２によって、すなわち３つの切削ブレード３ａ，３ｂ，３ｃによって内側斜面、外側斜面および予定サイズがこれらの関連で取り付けられる。工具ヘッド２は、切削機に対して相対的に張架されたパイプ部分に対して回転する。パイプ部分１と工具ヘッド２は、共通の長手方向Ｌを有する。工具ヘッド２は、長手方向Ｌに配向された長手軸を中心に回転し、この長手軸はパイプ部分１の長手軸に相当する。
【００４０】
図４は、本発明の工具ヘッド２を外観図に示す。ここで図示しないパイプ部分１に向けて３つの切削ブレード３ａ，３ｂ，３ｃが設けられており、これらの切削ブレードは、工具ヘッド２にある対応のホルダに交換可能に取り付けられている。工具ヘッドは長手方向Ｌを中心に両方向で回転可能である。
【００４１】
図５は、図４に示された工具ヘッド２を長手方向Ｌでの断面図に示す。工具ヘッド２は、工具ヘッド質量ｍを備える外側ケーシング５０を有する。工具ヘッド２の一方の端部には３つの切削ブレード３ａ，３ｂ，３ｃが配置されている。他方の端部には収容部５１が設けられており、この収容部により工具ヘッド２を切削機に装着することができる。一方の端部と他方の端部は好ましくは対向している。
【００４２】
ここで本発明の付加質量ｍｚは、工具ヘッド２内に緩く配置されており、かつシリンダ形に成形された本体として構成されている。工具ヘッド２は、シリンダ形の内壁５３と２つの端面側５４，５６を備える内部空間５２を有する。２つの端面側５４，５６は互いに平行であり、シリンダ形の内壁５３上にそれぞれ垂直に配置されている。
【００４３】
図５の断面図では内部空間５２が矩形に構成されている。矩形の大きさは図示の形状とは異なって良く、正方形の内部空間断面を設けることもできる。付加質量ｍｚはシリンダとして構成されており、ここでシリンダの対応の半径ｒ２は、シリンダ形の内部空間５２の半径ｒ１よりもやや小さい。したがってシリンダ形の付加質量ｍｚは、対応の壁５７全体に沿って周回しており、その端面側５８，５９には遊び６０を有する。すなわちシリンダ形の内壁５３と内部空間の端面側５４，５６に対して離間している。
【００４４】
図５は、付加質量ｍｚが工具ヘッド２に接触していない第２の位置の１つを示す。工具ヘッド２が運転中でない場合、工具ヘッド２は、シリンダ形の付加質量ｍｚの対応の外壁５７が工具ヘッド２の内壁５３の一部分に当接する第１の位置の１つに存在する。運転中は工具ヘッド２は、例えば５，０００回転／分の高い回転数で回転する。起動過程中は、まず内部シリンダの対応の外壁５７が工具ヘッド２の内壁５３上で、内部シリンダが摩擦によって工具ヘッド２の回転数になるまで摺動する。切削過程中、回生振動の形成が始まる瞬間に工具ヘッド２は軽く振動される。この振動は、図５で長手方向Ｌに配向された長手軸に対して垂直方向に経過する。遊び６０の大きさは、この遊びが最大でもまだ許容できる振動の振幅を有するように寸法設定されている。工具ヘッド２が振動を開始すると、振動過程中にシリンダ形の付加質量ｍｚが工具ヘッド２とまったく接触しない瞬間が存在する。すなわち対応の外壁５７は工具ヘッド２の内壁からどこにおいても離間して周回するよう配置されており、したがって工具ヘッド２の全体質量ｍ＋ｍｚは、工具ヘッド質量ｍに対して付加質量ｍｚの分だけ減少する。これにより、工具ヘッド２の固有周波数ｆｅｉｇｅｎが変化し、短時間であっても変化する。これによって工具ヘッド２の振動特性が変化し、その結果、工具ヘッドは周期的な励振によって不安定な振動がもはや励振されることがなく、回生振動が阻止される。
【００４５】
付加質量ｍｚに接触する工具ヘッド２は質量ｍ＋ｍｚ、そして第１の固有周波数ｆｅｉｇｅｎ（ｃ，ｄ，ｍ＋ｍｚ）を有し、付加質量ｍｚに接触しない工具ヘッド２は質量ｍ、および第１の固有周波数ｆｅｉｇｅｎ（ｃ，ｄ，ｍ＋ｍｚ）とは異なる第２の固有周波数ｆｅｉｇｅｎ（ｃ，ｄ，ｍ）を有する。
【００４６】
実験では簡単な手段により、すなわち工具ヘッド２内に付加質量ｍｚを緩く設けることにより、回生振動を格段に効率的に阻止できることが示された。
【００４７】
図６は、緩い付加質量ｍｚが工具ヘッド２の周囲の外側リングとして外側に巻き付けられている本発明の第２実施形態を示す。付加質量ｍｚはリング状に成形されており、対応の内壁７２が設けられている。この内壁は、第１の位置において、同様に部分的にシリンダ形の工具ヘッドの外壁７１に当接する。
【００４８】
図７は、図６の工具ヘッド２を断面図に示す。工具ヘッド２はシリンダ形の外壁７１を有し、この外壁は半径ｒ１を有する。付加質量ｍｚはリング状に構成されており、リング状の対応の内壁７２を有する。この内壁は、前記半径ｒ１よりもやや大きい対応の半径ｒ２を有する。図７に１つが示された第２の位置においてリング状の付加質量ｍｚは工具ヘッド２とまったく接触しておらず、接続もしていない。付加質量は遊び６０の分だけ離間している。
【００４９】
作用原理は、第１実施形態の場合と同じである。通常、外側リングの対応の内壁７２は工具ヘッド２の外壁７１にどこかで当接し、したがって工具ヘッド２は、外側リングの質量を含む質量ｍ＋ｍｚを有する。切削過程の間、工具ヘッド２は回生振動の開始時に繰り返し小さな振動が励振されるが、外側リングはその慣性のためこの振動に関与しない。したがって短時間の間、工具ヘッド２の外壁７１が外側リングの対応の内壁７２にまったく接触しないことが生じる。これにより工具ヘッド２の質量ｍは外側リングの付加質量ｍｚの分だけ減少し、したがって工具ヘッドの質量ｍないしｍ＋ｍｚにより決定される工具ヘッド２の固有周波数ｆｅｉｇｅｎが繰り返し変化する。これによって非常に簡単に回生振動が阻止される。
【符号の説明】
【００５０】
１  パイプ部分
２  工具ヘッド
３  切削ブレード
３ａ  切削ブレード
３ｂ  切削ブレード
３ｃ  切削ブレード
４  外壁
５０  外側ケーシング
５１  収容部
５２  内部空間
５３  シリンダ状の内壁
５４  端面側
５６  端面側
５７  対応の壁
５８  端面側
５９  端面側
６０  遊び
７１  シリンダ形の外壁
７２  リング状の対応の内壁
ｃ  剛性
ｄ  減衰度
ｍ  質量
ｍｚ  付加質量
ｒ１  半径
ｒ２  対応の半径
ｆｅｉｇｅｎ  固有周波数
ｆｅｉｇｅｎ（ｃ，ｄ，ｍ）  第２の固有周波数
ｆｅｉｇｅｎ（ｃ，ｄ，ｍ＋ｍｚ）  第１の固有周波数
Ｌ  長手方向
【図１】
0006617890.tif 000002
【図２】
0006617890.tif 000003
【図３】
0006617890.tif 000004
【図４】
0006617890.tif 000005
【図５】
0006617890.tif 000006
【図６】
0006617890.tif 000007
【図７】
0006617890.tif 000008