CN108290236A - 工具机、特别是用于对孔进行精细加工的铰扩工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工具机，所述工具机包括工具保持器（14）和多个切削刀片（18），所述工具保持器（14）相对于待加工的工件旋转并且具有工具轴线（12），所述多个切削刀片（18）可移除地附接至所述工具保持器（14），所述切削刀片的主动切削刃（20）具有与所述工具轴线（12）同轴的共同切削圆。根据本发明，所述工具保持器（14）具有用于径向地定位所述切削刀片（18）的柱形刀片座壳体（24），所述柱形刀片座壳体（24）围绕所述工具轴线（12）旋转。所述切削刀片（18）具有能够与所述刀片座壳体（24）接触的至少一个接触表面（26）。

Description

工具机、特别是用于对孔进行精细加工的铰扩工具

技术领域

本发明涉及一种工具机，特别是用于对孔进行精细加工的铰扩工具，该工具机包括工具保持器和多个切削刀片，该工具保持器相对于待加工的工件旋转并且具有工具轴线，该多个切削刀片可移除地附接至工具保持器，所述切削刀片的主动切削刃具有与工具轴线同轴的共同切削圆。

背景技术

铰扩是利用几何限定的刀具来进行的加工过程，其中，与实心钻削或者钻孔相反的是，该工作仅仅利用在已经加工的孔中的小切屑横截面来完成。直径的超尺寸或者铰扩附加部通常在0.1 mm至0.5 mm的范围内。铰扩工具应该保证多个部件的高钻孔质量，其中，在孔的直径以及形状和位置及其粗糙度中具有最小公差。为了使钻孔的精度保持在几微米的范围内，铰扩工具各自地适于加工任务。通常可以通过对牢固地连接至工具保持器的切削主体进行精确限定的磨削来获得该精度。为了提高性能，还明确地使用了切削主体的内衬，其中，可释放的切削主体在磨削之后需要再次被拆卸以用于涂层并且然后再次被安装在其原始刀片座中，以便保持所要求的公差。在待机期结束后，必须执行提供根据上面所述过程的具有新切削主体的新的工具机。因此，对处理、清洁以及物流要求的精力非常多。可单独控制的刀片座可以补偿公差，但提供这种调节装置并且设置每个单独的切削刀片所需要的精力非常多。

发明内容

在此基础上，本发明的目标是进一步改进本领域中已知的工具机，并且允许精确地且相对不费力地定位可移除的切削刀片。

为了实现该目标，提出了在权利要求1中提供的特征的组合。在从属权利要求中提供了本发明的有利详述和改进。

本发明是基于如下想法：代替于单独地形成刀片座，通常提供一种用于所有切削刀片的几何结构简单的基本形式。因此，根据本发明，提出了工具保持器具有柱形刀片座壳体，该柱形刀片座壳体环绕工具轴线以用于径向地定位切削刀片，其中，切削刀片具有至少一个接触表面，该至少一个接触表面可以邻接刀片座的壳体。由于这种柱形刀片座壳体，所以提供了用于邻接切削刀片的环绕的凸形弯曲柱形表面。因此，即使是对于用于铰扩的工具机，也能够保持较低的位置公差，而不需要在切削刀片与原始刀片座之间具有单独的关联。

刀片座壳体有利地具有一般柱形表面的几何形状，其可以在平面中展开而不会扭曲。这种一般柱形表面是通过直线沿着前导曲线进行的平行位移来限定的。

另外的有利实施例在于，刀片座壳体具有不规则弯曲的环形轮廓。因此，能够通过沿着环形轮廓在圆周方向上位移来补偿直径公差。替代地，同样有利的情况是，刀片座壳体具有均匀弯曲（圆形）的环形轮廓。在这种情况下，能够独立于角度位置或者相对误差而保持精确的切削圆。

特别有利的情况是，刀片座壳体由磨削表面形成，优选地通过圆化磨削形成，以便由于技术测量使得可以将公差维持在微米范围内。

刀片座壳体有利地形成用于切削刀片的多个刀片座的统一定位表面，多个刀片座分布在刀片座壳体的圆周上，其中，切削刀片可以在没有固定关联的情况下选择性地分布在刀片座上。

另外的技术简化包括，切削刀片利用其切削刃与工具保持器分开制造。

同样有用的情况是，切削刀片相应地具有多个切削刃，以使得使用寿命可以相应地延长。

为了确保利用简单的方式进行限定的位置保持，有利的情况是，切削刀片通过螺纹连接部的力抵靠刀片座壳体被按压。

在该背景下，同样有利的情况是，螺纹连接部的至少一个分力通过螺纹孔与夹持螺纹件的螺纹之间的轴向位移形成，以便使得能够进行多轴固定。

特别简单的变型预见的是，切削刀片相应地借助夹持螺纹件被直接拧至工具保持器。

作为替代方案，切削刀片还可以通过被拧至工具保持器的夹持元件而被夹持到刀片座壳体上。在这种情况下，在切削刀片上不需要通孔。

为了允许简单的转矩驱动，有利的情况是，交替地定位在刀片座壳体的圆周方向上的切削刀片和夹持元件彼此互补以便形成环形结构。

因此可以实现附加功能，该附加功能在于，夹持元件在与切削刀片接合的夹持表面上设置有凹部，该凹部用于容置多刃切削刀片的非主动切削刃，还使得防止未使用的切削刃在加工期间形成切屑。

在使用中的另外的优点在于，夹持元件具有通道以用于将制冷剂进给至切削刀片。

为了确保限定的无倾斜支撑，有利的情况是，切削刀片在其接触表面处设置有相应的两个优选地为点状或者线性的接触位置，该接触位置相对于工具轴线彼此隔开一定角度距离，以用于邻接刀片座壳体。

这种相互隔开一定距离的接触位置可以被空出，因为切削刀片在其接触表面处设置有相应的特别地为沟槽状的腔体，该腔体平行于工具轴线。

为了传递转矩或者切削力，有利的情况是，切削刀片在刀片座壳体外侧被单独地支撑在相应肩部上，该相应肩部被锚固或者形成在工具保持器上。

另外的改进在于，工具保持器具有用于轴向地支撑切削刀片的环形肩部，该环形肩部环绕刀片座壳体并且设置在工具轴线的径向平面中。

在技术上特别有利的实施例中，刀片座壳体由工具保持器的柱形或者中空柱形前延伸部形成。

附图说明

下面借助示例性实施例对本发明进行解释，附图中示意性地示出了这些示例性实施例。具体地：

图1在透视图中示出了具有柱形刀片座壳体以及定位在该柱形刀片座壳体上的切削刀片的铰扩工具；

图2在放大图中示出了图1的铰扩工具的切削刀片；

图3和图4示出了切削刀片的其它实施例；

图5在切断透视图中示出了铰扩工具的第二实施例；

图6示出了在图5中标出的区域的放大细节；

图7在切断透视图中示出了铰扩工具的第三实施例；

图8示出了图7的铰扩工具的工具保持器，其中，没有切削刀片和夹持元件；

图9在透视图中示出了铰扩工具的第四实施例；

图10在正视图中示出了图9的铰扩工具的工具保持器。

具体实施方式

在附图中示出的铰扩工具10可以被可旋转地驱动以用于通过围绕工具轴线12旋转并轴向地前进而借助工具机对工件中的预成型孔进行精细加工，以便通过加工来移除铰扩附加部从而使得产生具有高表面质量的精确配合的孔。然而，工具轴线也可以是用于工件的旋转轴线，在工具机静止时，工件围绕工具轴线旋转以用于进行加工。

如在图1中示出的，铰扩工具10具有基本上形成为柱形的工具保持器14，该工具保持器14在其后端处可以通过联接器16连接至外壳，该外壳能够连接至机器心轴。多个切削刀片18在圆周方向上分布在工具保持器或者工具基体14的前端上。这些切削刀片18的径向外主动切削刃20在与工具轴线12同轴的共同切削圆上延伸。为了精确地径向定位切削刀片18，前延伸部22设置在工具保持器14上，前延伸部22在圆周侧上形成柱形刀片座壳体24，该柱形刀片座壳体24用连续凸形弯曲的柱形表面环绕工具轴线12。切削刀片18在刀片座壳体24或者刀片座壳体24的柱形表面上与接触表面26接触，如在下文中解释的。

在图1中，刀片座壳体24具有圆柱形形式。从根本上，一般柱形表面也可以用于刀片座壳体，诸如，具有部分地设置有不同曲率或者多边形的生成曲线或者前导曲线的那些一般柱形表面。圆柱表面的几何特征通常是它是一个规则表面，它可以在平面上展开而不会扭曲。还可以想到的是，具有基本柱形形状的刀片座壳体24在各刀片座之间设置有凹槽，例如，以便空出非主动切削刃。

在示出垂直圆主体的示例中，可以通过圆化磨削将刀片座壳体24作为磨削表面加工以便形成高度精确地限定的直径。因此，刀片座壳体24部分地形成用于切削刀片18的刀片座，切削刀片18可以在没有固定关联的情况下选择性地分布在刀片座上。预成型切削刀片18有利地定位在具有标称大小的工具保持器上并且在其切削刃20上被磨削至限定直径。

如在图1中所示，工具保持器14具有环绕刀片座壳体24的环形肩部28，环形肩部28定位在工具轴线12的径向平面中，作为用于轴向支撑切削刀片18的底部支撑表面。用于排出切屑的夹持沟槽30在切削刀片18的切削刃20附近设置在工具保持器14的壳体中。

还为了在切削过程期间传递提供的转矩和扭转力，锚固在环形肩部28中的销状肩部32设置在刀片座壳体24的外侧，这些肩部被用作用于相关联的切削刀片18的侧向刀片表面的支撑面。

为了进行精确的位置保持，切削刀片18由螺纹连接部34按压同时抵靠刀片座壳体24、环形肩部28以及相关联的肩部32。螺纹连接部34包括相应的沉头螺纹件36，该沉头螺纹件36穿过相应切削刀片18的通孔38并且可以以预定轴向偏移拧至环形肩部28中的螺纹孔中，从而还使得抵靠刀片座壳体24和对应的肩部32施加用于侧向按压切削刀片18的期望的分力。

同样如在图2中所示，切削刀片18在其接触表面26上具有由侧向平面表面形成的相应的两个侧向邻接点40，以用于与刀片座壳体24邻接。邻接点40按照在技术上有利的方式由平面表面形成，但也可以具有凸形轮廓。在切削刀片18的安装状态下，这些邻接点40相对于工具轴线12相对彼此以一定角度距离定位，并且是线性的且具有平行轴线，使得获得明确确定的径向支撑。为此，在邻接点40之间设置有平行于工具轴线12的中心贯通孔隙42，该中心贯通孔隙42具有凹形的（特别是沟槽状或者狭槽状的）横截面轮廓。

在以下示例中，如先前所描述的，相同或者相似的部件设置有相同的附图标记。

图3示出了双刃切削刀片18的示例，该双刃切削刀片18相对于对称轴线44形成为点对称的螺旋形切削刀片，对称轴线44相对于通孔38横向地穿过。为两个切削刃20设置了相应的接触表面26。切削刃20在相对的方向上延伸超出环绕通孔38的前表面。未使用的第二切削刃20然后可以被接收在环形凹口中，该环形凹口在工具保持器14的底部支撑表面或者环形肩部28中邻近于刀片座壳体24。如果需要使用第二切削刃20，则随后释放切削刀片18并且使其围绕对称轴线44旋转180°。

图4示出了替代的三刃切削刀片18。该刀片还具有三个接触表面26并且可以围绕钻孔轴线46旋转120°以用于执行刀片更换。

图5的铰扩工具10的示例与图1的示例的不同本质上在于：切削刀片18没有孔并且没有直接地被拧紧，而是通过夹持元件48抵靠刀片座壳体24而间接地夹持。夹持元件48相应地由螺纹件36固定，螺纹件36被径向地拧至前延伸部22中。交替地设置在刀片座壳体24的圆周方向上的切削刀片18和夹持元件48以形式配合的方式互补，以便形成环形结构，从而使得可以省略额外的肩部（图1中的销32）。

如在图6中清楚示出的，轴向中空沟槽50设置在刀片座壳体24中，这些轴向中空沟槽50形成用于非主动第二切削刃20的自由空间。同样，夹持元件48在与切削刀片18接合的夹持表面上可以设置有凹部或者凹槽52以便保护未使用的切削刃20。额外的功能延伸可以包括夹持元件具有在主动切削刃20的区域中开放的通道54以用于进给制冷剂。

在图7和图8示出的示例中，刀片座壳体24由中空柱形环形延伸部22形成，其设置有在其圆周上的狭槽56。在本文中，切削刀片18和夹持元件48也交替地定位在圆周方向上。然而，夹持元件48由螺纹件46固定在环形延伸部22的内侧上的相应沟槽块58中。因此，可以自由地选择切削刀片18的位置、切削刀片18的数量及其均匀或者非均匀的分布。为了在切削刀片18之间获得不规则的划分，夹持元件48的长度可以相应地发生变化。

图9和图10示出了具有部分不同地弯曲的刀片座壳体24的示例。这些圆周部分的数量取决于切削刀片18的预定数量，其中，在图9中仅仅示出了两个作为示例。由于切削刀片18沿着刀片座壳体24的位移，所以可以提供不同的切削直径（优选地在微米范围内）。此外，由于该位移，所以可以补偿切削刃的制造公差或者磨损。为了传递转矩，在本文中，在工具保持器14的环形肩部24中为每个刀片座设置多个孔60，肩部32和夹持螺丝36可以选择性地定位在该多个孔60中。

Claims (19)

1.一种工具机，特别是用于对孔进行精细加工的铰扩工具，所述工具机包括工具保持器（14）和多个切削刀片（18），所述工具保持器（14）相对于待加工的工件旋转并且具有工具轴线（12），所述多个切削刀片（18）可移除地附接至所述工具保持器（14），所述切削刀片的主动切削刃（20）具有与所述工具轴线（12）同轴的共同切削圆，其特征在于，所述工具保持器（14）具有柱形刀片座壳体（24）以用于径向地定位所述切削刀片（18），所述柱形刀片座壳体（24）围绕所述工具轴线（12）旋转，其中，所述切削刀片（18）具有能够与所述刀片座壳体（24）接触的至少一个接触表面（26）。

2.根据权利要求1所述的工具机，其特征在于，所述刀片座壳体（24）具有一般柱形表面的几何形状，其可以在平面中展开而不会扭曲。

3.根据权利要求1或2所述的工具机，其特征在于，所述刀片座壳体（24）具有不规则或规则弯曲的环形轮廓，优选地为圆环形轮廓。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工具机，其特征在于，所述刀片座壳体（24）由磨削表面形成，优选地通过圆化磨削形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工具机，其特征在于，所述刀片座壳体（24）形成用于所述切削刀片（18）的多个刀片座，所述多个刀片座分布在所述刀片座壳体（24）的圆周上，其中，所述切削刀片（18）可以在没有固定关联的情况下选择性地分布到所述刀片座上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）利用其相应切削刃（20）与所述工具保持器（14）分开制造。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）相应地具有多个切削刃（20）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）通过螺纹连接部（34）的力抵靠所述刀片座壳体（24）被按压。

9.根据权利要求8所述的工具机，其特征在于，所述螺纹连接部（34）的至少一个分力是通过螺纹孔与夹持螺纹件（36）的螺纹之间的轴向偏移形成的。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）通过相应的一个夹持螺纹件（36）被直接拧至所述工具保持器（14）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）通过拧至所述工具保持器（14）的夹持元件（48）抵靠所述刀片座壳体（24）被夹持。

12.根据权利要求11所述的工具机，其特征在于，交替地定位在所述刀片座壳体（24）的圆周方向上的所述切削刀片（18）和所述夹持元件（48）通过形成环形结构而彼此互补。

13.根据权利要求11或12所述的工具机，其特征在于，所述夹持元件（48）在与所述切削刀片（18）接合的夹持表面上设置有凹部（52），以用于接收所述多刃切削刀片（18）的非主动切削刃（20）。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的工具机，其特征在于，所述夹持元件（48）具有通道（54）以用于将制冷剂进给至所述切削刀片（18）。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）在其接触表面（26）上设置有相应的两个接触位置（40）以用于邻接在所述刀片座壳体（24）上，所述相应的两个接触位置（40）优选地是点状的或线性的，并且相对于所述工具轴线（12）彼此隔开一角度距离。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）在其接触表面（26）上设置有相应的特别是沟槽状的凹槽（42），所述凹槽（42）平行于所述工具轴线（12）。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的工具机，其特征在于，所述切削刀片（18）在所述刀片座壳体（24）外被额外地支撑在至少一个相应肩部（32）上，所述至少一个相应肩部（32）被锚固或者形成在所述工具保持器（14）上以用于传递转矩。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的工具机，其特征在于，所述工具保持器（14）具有环形肩部（28），所述环形肩部（28）环绕所述刀片座壳体（24）并且设置在所述工具轴线（12）的径向平面中，以用于轴向地支撑所述切削刀片（18）。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的工具机，其特征在于，所述刀片座壳体（24）由所述工具保持器（14）的柱形或者中空柱形前延伸部（22）形成。