CN116829286A - 加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工刀具，在刀具围绕刀具轴线(W)旋转时，通过该加工刀具能执行在工件表面(25)处或在工件孔中的切削加工，其中，加工刀具具有至少一个柔性减振元件(9)，并且其中，在切削加工期间，加工刀具经由其减振元件(9)贴靠工件表面(25)或工件孔，由此能减少刀具振动和工件振动。根据本发明，刀具具有冷却剂通道(27)，其在减振元件(9)与工件表面(25)的接触部位的区域中具有至少一个通道出口(29)。

Description

加工刀具

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的加工刀具。

背景技术

示例性地，这样的加工刀具可实施为用于插铣或面铣的铣削刀具。在这种情况下，刀具可具有端面切削刃。在铣削过程中，铣削刀具围绕垂直于工件表面的刀具轴线旋转，并以横向于刀具轴线的进给运动沿着工件表面运动。

在铣削过程中，铣削刀具的端面切削刃被加载切削力。切削力引起刀具平移地移位，这导致刀具弯曲。在此，刀具被弯曲，直到建立足够的预载，由此刀具会在短时间内再次恢复到原始状态。这在铣削过程中重复得非常快，这会导致刀具振动，由此损害工件表面的表面质量。

从EP 2 399 698 B1已知配备有减振措施的刀具托架。从EP 1 339 517B1已知具有减振措施的、用于加工金属的刀具。从EP 1 292 417 B1已知具有减振器的钻头。

发明内容

本发明的目的在于提供加工刀具，其中，可以结构上简单的方式避免在切削加工期间的刀具振动。

该目的通过权利要求1的特征来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选的改进方案。

本发明总体上涉及加工刀具，在刀具绕刀具轴线旋转时，可通过该加工刀具在工件表面处或在工件孔中进行加工。根据权利要求1的特征部分，加工刀具具有至少一个能屈从的/能屈曲的/柔性的减振元件。在切削加工期间，加工刀具经由其减振元件与工件表面或工件孔贴靠，特别是在压力作用下贴靠，由此减少了刀具和工件振动。

本发明的核心在于，为了避免/抑制振动，借助安置在加工刀具处的减振元件通过压紧力对工件施加预载并防止其振动。加工刀具例如可用于插铣。在这种情况下，切削加工刀具通过减振元件与工件进行第一接触。由减振元件施加的压紧力随着刀具进给而增大。

替代于此，在从一侧(在一个平面中)铣削工件时，可使用加工刀具。其中，在切削部上实现铣削刀具与工件的第一接触。在刀具继续侵入工件材料中时，减振元件将与工件相抵。以这种方式产生的压紧力防止工件或刀具振动。

在一技术实施方案中，在非使用位置中的减振元件能以伸出量超过至少一个刀具切削刃或刀尖。在切削加工过程期间，减振元件可被调节到使用位置中，其中，在取消伸出量的情况下以及优选地在建立回位力的情况下，将减振元件调节至刀具切削刃的高度，以便确保刀具切削刃与工件表面的切削作用/切削接合。

优选地，减振元件能以行程可调的方式支承在加工刀具中。减振元件可在非使用位置中借助于减振质量块支撑抵靠刀具的前进止挡(Vorhub-Anschlag)。此外，减振元件可在使用位置中尤其在建立回位力的情况下从前进止挡后退。在切削加工期间引入力时，发生能量吸收，其中，减振质量块变形，并且在此引入的力被至少部分地消除。

在优选的实施方式变型中，在切削加工中，减振元件可沿轴向方向和/或沿径向方向与工件表面或工件孔贴靠、尤其在压力作用下贴靠。在这种情况下，减振元件可沿轴向方向和/或沿径向方向在使用位置和非使用位置之间进行行程调节。

在具体的实施方案变型中，刀具切削刃可为端面切削刃，其与减振元件一起布置在加工刀具的刀尖处。

为了实现提升运动，减振元件可在前进止挡和回程止挡之间进行调节。在前进止挡和回程止挡之间的轴向或径向距离限定最大行程长度。

在技术实施方案中，减振元件、前进止挡、回程止挡和/或减振质量块可以是行程调节单元的组成部分。行程调节单元可布置在加工刀具的尤其是空心柱状的容纳轮廓中。空心柱状的容纳轮廓可在刀尖处在端侧敞开。

优选地，前进止挡可实施为止挡套筒，通过该止挡套筒能调节行程地引导减振元件。在形成有轴向间隙的情况下，回程止挡能以轴向间距与前进止挡间隔开。此外，减振元件可具有直径较大的环形凸缘，其与前进止挡和回程止挡共同作用。直径较大的环形凸缘可搭接止挡套筒的端侧以及在止挡套筒端侧和回程止挡之间能调节行程地被引导。

减振质量块例如可以是弹性体和/或可支撑在回程止挡以及减振元件、尤其减振元件的直径较大的环形凸缘之间。

关于功能的扩展，优选的是，前进止挡和/或回程止挡例如可沿着刀具轴线调节高度。在这种情况下，可进行前进止挡和/或回程止挡的位置设定，由此可沿轴向方向改变使用位置和/或非使用位置的定位。

在实施方式变型中，减振元件可为套筒状的空心轮廓件，其同轴地沿着刀具轴线以行程可调的方式被引导。替代地和/或附加地，减振元件可具有元件头部，其可在切削加工期间接触工件表面。

优选地的是，给加工刀具配设冷却剂供应部，以便冷却或润滑在减振元件和工件之间的接触部位。优选地，冷却剂供应部可具有在刀具内的冷却剂通道。冷却剂通道可在减振元件与工件表面的接触部位的区域中具有至少一个通道出口。优选的是，减振元件的空心轮廓是冷却剂通道的组成部分。在这种情况下，可在减振元件的元件头部中构造有至少一个通道出口。

在第一实施方式变型中，减振元件的元件头部可球形地构造成具有位于刀具轴线上的顶点部位。在切削加工时，减振元件的元件头部在其顶点部位处与工件表面点状地在压力作用下贴靠。

作为替代方案，减振元件可构造成环形，使得在切削加工时产生环形的在压力作用下的贴靠。

附图说明

下文中借助附图来说明实施例。其中：

图1和图2相应示出了铣削刀具的不同的视图；

图3至图9相应示出了其他实施例的不同的视图。

具体实施方式

在图1中以局部立体视图示出了铣削刀具在其刀尖1的区域中的视图。铣削刀具具有柱状基体，该基体在其背离刀尖1的一侧具有(未示出的)夹紧柄。在铣削刀具的刀尖1处，总共三个周向分布的端面切削刃3、5、7以沿周向分布的方式布置。

减振元件9能在前进止挡11和回程止挡13之间被调节行程，最大能被调节行程长度h(图2)。在图2中，前进止挡11实施为止挡套筒，在其中引导减振元件9。止挡套筒11旋入铣削刀具的空心柱状的容纳部10中，该容纳部在刀尖1处在端侧敞开。在形成有轴向间隙14的情况下，回程止挡13从止挡套筒端侧15以轴向间距a间隔开。减振元件9实施为套筒状的空心轮廓件，其能沿着刀具轴线W同轴地被调节行程。减振元件9在一侧具有大直径环形凸缘17，该环形凸缘搭接止挡套筒端侧15以及可在止挡套筒端侧15和回程止挡13之间可进行行程调节。此外，根据图2，减振质量块19构造为弹性体，其支撑在回程止挡13和减振元件9的大直径环形凸缘17之间。

在图2中，止挡套筒11和回程止挡13均与空心柱状的刀具容纳部10螺纹接合21。以这种方式可设定止挡套筒11和/或回程止挡13的轴向位置。

在图2中示出了处于非使用位置N中的减振元件9。在非使用位置N中，减振元件的元件头部23以伸出量Δx超过端面切削刃3、5、7。

在图3中示出了在对工件表面25切削加工期间的铣削刀具。在这种情况下，减振元件9处于使用位置G中，在其中减振元件9在取消伸出量Δx的情况下以及在建立回位力的情况下调节至刀具切削刃3、5、7的高度，以便保证刀具切削刃3、5、7与工件表面25的切削作用。

在图3中示出的使用位置G中，减振元件9以其元件头部23与工件表面25在压力作用下贴靠，由此减少刀具和工件振动。

为了避免在减振元件9的元件头部23和工件表面25之间的接触部位处损伤工件表面25，给铣削刀具配设具有冷却剂通道27的冷却剂供应系统。冷却剂通道在铣削刀具中同轴于刀具轴线W延伸。减振元件9的内部空心轮廓也是冷却剂通道27的组成部分，通过该空心轮廓将冷却剂直接引导至元件头部23，并且在此处通过通道出口29引导至接触部位。

在此，由行程调节单元提供的减振元件的行程长度h必须大于在非使用位置N中存在的减振元件9的伸出量Δx。

图4中以对应于图2的视图示出了另一实施方案变型。它们的构造和工作原理与前述示例性实施例中的相同。与图1或图2不同，图4中的元件头部23不是平坦的，而是球形凸出，亦即，顶点部位S位于刀具轴线W上。在此，通道出口29直接位于顶点部位S处。与之前的实施例相比，以这种方式引起减振元件9和工件表面25之间的基本上点状的在压力作用下的贴靠。

图5中示出了另一实施例，其中，铣削刀具不具有端面切削刃3、5、7，而是具有与刀顶部1轴向间隔开的侧切削部31、33。通过图5中所示的铣削刀具实现平行于刀具轴线W取向的工件侧部35的铣削。在开始切削加工时，在进给运动中通过刀具侧切削部31、33实现刀具与工件表面25的第一刀具接触。在刀具继续侵入工件材料中时，在时间上延迟地引起减振元件9与工件表面25的在压力作用下的贴靠。

在图6中示出了另一加工刀具。不同于之前的实施例，在图6中，减振元件9构造成环形。在这种情况下，在切削加工时产生环形的在压力作用下的贴靠，其中，刀具切削刃37构造在环形的减振元件9的径向外部。在图6中，冷却剂通道27的通道出口29直接定位在环形的减振元件9中。相比之下，在图7中，通道出口29定位在环形的减振元件9中，以及定位在环形的减振元件9的径向内部。不同于此，在图8中，减振元件9没有通道出口29，而冷却剂通道27的通道出口29仅仅定位在环形的减振元件9的径向内部。

图9中示出了另一实施例，其中，减振元件9不仅沿轴向方向可屈从地支承，而且沿径向方向可屈从地支承。这样，在切削加工期间，铣削刀具还可附加地侧向支撑在工件上。

附图标记列表

1刀尖

3、5、7刀具切削刃

9 减振元件

10 容纳轮廓

11 止挡套筒

13 回程止挡

15 止挡套筒端侧

17 直径较大的环形凸缘

19 减振质量块

21 螺纹接合部

23 元件头部

25 工件表面

27 冷却剂通道

29 通道出口

31、33 刀具切削刃

35 工件侧部

37 刀具切削刃

a 轴向间距

h 行程长度

Δx 伸出量

G 使用位置

N 非使用位置

S 顶点部位。

Claims (10)

1.一种加工刀具，在刀具围绕刀具轴线(W)旋转时，能利用该加工刀具在工件表面(25)处或在工件孔中执行切削加工，其中，加工刀具具有至少一个能屈从的减振元件(9)，其中，在切削加工期间，加工刀具经由其减振元件(9)与工件表面(25)或工件孔贴靠、尤其是在压力作用下贴靠，由此能减少刀具振动和工件振动，其特征在于，刀具具有冷却剂通道(27)，该冷却剂通道在减振元件(9)与工件表面(25)的接触部位的区域中具有至少一个通道出口(29)。

2.根据权利要求1所述的加工刀具，其特征在于，

减振元件(9)在非使用位置(N)中以沿轴向方向和/或沿径向方向的伸出量(Δx)超出至少一个刀具切削刃(3、5、7)或刀尖(1)，

尤其是减振元件(9)在切削加工期间被调节到使用位置(G)中，特别是，在轴向伸出量和/或径向伸出量(Δx)被取消的情况下以及优选地在建立回位力的情况下所述减振元件被调节到使用位置中，和/或

尤其在使用位置(G)中，减振元件(9)被调节至刀具切削刃(3、5、7)的高度，以便保证刀具切削刃(3、5、7)与工件表面(25)或工件孔的切削接触。

3.根据权利要求1或2所述的加工刀具，其特征在于，减振元件(9)以能调节行程的方式支承在加工刀具中，减振元件(9)在非使用位置(N)中借助减振质量块(19)压靠刀具的前进止挡(11)，减振质量块(19)通过变形来消除在切削加工时引入的能量，和/或减振元件(9)在使用位置(G)中以行程长度(h)从前进止挡(11)回退，和/或在切削加工时，减振元件(9)沿轴向方向和/或沿径向方向与工件表面(25)或工件孔贴靠、尤其在压力作用下贴靠，和/或尤其是减振元件(9)能沿轴向方向和/或沿径向方向调节行程。

4.根据上述权利要求中任一项所述的加工刀具，其特征在于，刀具切削刃(3、5、7)是端面切削刃，尤其是减振元件(9)以及端面切削刃(3、5、7)皆布置在加工刀具的刀尖(1)处，和/或减振元件(9)、前进止挡(11)、回程止挡(13)和/或减振质量块(19)是行程调节单元的组成部分，该行程调节单元能安装在加工刀具的尤其是空心柱状的、优选在刀尖(1)处在端侧敞开的容纳轮廓(10)中。

5.根据权利要求3或4所述的加工刀具，其特征在于，前进止挡(11)实施为止挡套筒，减振元件(9)以能调节行程的方式穿过该止挡套筒，和/或回程止挡(13)在形成有轴向间隙(14)的情况下以轴向间距(a)与前进止挡(11)间隔开，尤其是减振元件(9)具有大直径环形凸缘(17)，该大直径环形凸缘搭接止挡套筒(11)的端侧(15)以及能在止挡套筒端侧(15)和回程止挡(13)之间以行程长度(h)进行调节，和/或减振质量块(19)能支撑在回程止挡(13)和减振元件(9)之间，和/或前进止挡(11)和/或回程止挡(13)能尤其沿轴向方向和/或沿径向方向进行高度调节，特别是，以便设定使用位置(G)和/或非使用位置(N)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的加工刀具，其特征在于，减振元件(9)是套筒状的空心轮廓件，该减振元件至少能沿着刀具轴线(W)进行调节，和/或减振元件(9)具有能与工件表面(25)或工件孔接触的元件头部(23)，和/或尤其是减振元件(9)的空心轮廓是冷却剂通道(27)的组成部分，和/或在减振元件(9)的元件头部(23)的区域中构造有至少一个通道出口(29)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的加工刀具，其特征在于，减振元件(9)的元件头部(23)拱顶状地构造成具有位于刀具轴线(W)上的顶点(S)，通过该顶点基本上能建立与工件表面(25)或工件孔的点状贴靠。

8.根据上述权利要求中任一项所述的加工刀具，其特征在于，减振元件(9)构造成环形，从而在切削加工时产生环形贴靠，尤其是刀具切削刃(37)布置在环形的减振元件(9)的径向外部，和/或冷却剂通道(27)的至少一个通道出口(29)定位在环形的减振元件(9)中和/或环形的减振元件(9)的径向内部。

9.根据上述权利要求中任一项所述的加工刀具，其特征在于，加工刀具是用于插铣的铣削刀具，其中在进给运动中通过减振元件(9)实现刀具与工件表面(25)或工件孔的第一刀具接触，尤其是在减振元件(9)中产生的压紧力随着刀具进给的进行而增大。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的加工刀具，其特征在于，刀具是铣削刀具，借助该刀具铣削平行于刀具轴线(W)取向的工件侧部(35)，在进给运动中，通过刀具切削刃(35)实现刀具与工件表面(25)或工件孔的第一刀具接触，其中，在刀具继续侵入工件材料中时减振元件(9)才与工件表面(25)或工件孔贴靠。