CN101142046A - 用于具有倒行工作危险的加工作业的工具和机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一工具(7B)，该工具(7B)包括一位于前刃面与后刃面(23)之间结合处的切割刃(24)，前刃面有一用于与所述加工作业时工件(2)与工具(7B)之间的相对移动方向(29、30)基本成横向的前小面(26)和一位于前小面(26)与后刃面(23)之间的倾斜小面(27)，切割刃(24)位于前刃面的倾斜小面(27)与后刃面(23)之间的结合处。

Description

用于具有倒行工作危险的加工作业的工具和机床

技术领域

[01]本发明涉及加工制造工件的领域。

[02]本发明特别涉及用于在工件上进行具有倒行工作(travail àrebours)危险的加工作业的工具和机床。

背景技术

[03]这种倒行加工的危险例如在实施一车削(tournage)加工方法时会遇到，该方法用于在一被带动围绕一轴线旋转的工件上加工一表面，虽然该表面与所述旋转轴线成横向，该表面相对该旋转轴线被中心角柱形化(prismée)。

[04]实际上，由于这些方法只能加工与工件的旋转轴线对称的形状，当需要在这些条件下产生一不对称表面时，传统的车削方法不能使用。因此人们求助于工件被带动转动而加工工具与工件的角度位置同步的方法，以便跟随应该在工件上加工的不对称形状。

[05]文件EP 1 449 616和GB 2 058 619描述了一这样的方法。

[06]这些方法可以加工一靠近工件旋转轴线的角柱形表面，即与工件的旋转轴线的交点处所述表面的法线与旋转轴线形成一角度。当加工工具在它的工作过程中靠近工件的旋转轴线时，一部分要去掉的材料需要使工具的一部分继续推进，超过工件旋转轴线。

[07]因此已发现存在一叫做“凸头(téton)”的剩余体积，该剩余体积通过迫使所述工具间歇地倒行工作而被去掉，即按在所述工件与所述工具之间的相对移动方向地进行，所述相对移动方向与为此设置的工具的工作方向相反。

[08]这是一不恰当的工具使用，它会导致工具过早磨损，甚至导致工具立即损坏，损坏的形式为工具切割刀刃处出现碎片。

发明内容

[09]本发明的目的是改进此类用于进行具有倒行工作危险的加工作业的工具。

[10]为此，本发明的目的在于用于加工作业的工具，所述加工作业具有在一工件上倒行工作的危险，该工具包括一切割刃和一后表面，所述切割刃位于一前刃面与一后刃面之间的结合处。所述前刃面具有：一前小面，其设计用于与所述加工作业时所述工件与所述工具之间的相对移动方向基本成横向地布置；和一倾斜小面，其位于所述前小面与所述后刃面之间。所述切割刃位于所述前刃面的倾斜小面与所述后刃面之间的结合处。

[11]该工具的前刃面有一工具正行工作时不改变它的状态的倾斜小面。工具根据制造者或规范手册指出的使用进行工作叫做所述工具的正行工作，即根据已经对工具设定的工具与工件之间相对移动的方向进行工作。因此工具的前刃面深入到材料中，而它的后刃面沿着刚刚加工的材料前进，而不产生附加的摩擦。

[12]相反，当工具倒行工作时，后刃面起前刃面的作用，深入到材料中，以形成切割碎屑，而倾斜小面起后刃面的作用。

[13]另外，当该倾斜小面受到倒行冲击时，该倾斜小面可以加固切割刃，将刀刃承受的一部分应力传递到前刃面，这样可以使工具的寿命更长。

[14]根据一推荐特征，所述倾斜小面具有一在所述前小面的平面中标示(rapportée)为大约1微米到20微米的高度。

[15]另外，所述切割刃至少部分地沿一锥形几何轮廓延伸，特别地，所述切割刃在与所述相对移动方向正交的平面中沿一圆弧形轮廓延伸。

[16]另外，所述倾斜小面在所述前小面的平面中的标示的高度与所述工具的设定进给深度的比小于或等于约20％。

[17]对于切割刃，所述切割刃优选地位于所述前小面与所述后表面之间。所述切割刃优选地更靠近所述前小面，而不是所述后表面。

[18]工具可以由多晶或单晶金刚石制成。

[19]本发明的另一目标在于一加工机床，其适于使权利要求1至10中任一项所述的加工工具的位置与一被带动围绕旋转轴线转动的工件的角度位置同步，以便在所述工件上加工一相对于所述旋转轴线不对称的表面。

[20]所述机床适于以大约0.01毫米到10毫米的进给深度加工所述工件。

附图说明

[21]通过下面对作为非限定实例给出的推荐实施例的描述，本发明的其它特征和优点将更加清楚，该描述参照以下附图进行：

[22]—图1是示意性表示一加工机床的透视图，该机床能够移动一加工工具，使其在车削时与一具有一中心角柱形表面并被带动转动的工件配合；

[23]—图2和3分别表示可以安装在图1机床上的现有技术加工工具的侧面图和正面图；

[24]—图4和5示意性表示图2和3工具的二种工作模式，分别为正行模式和倒行模式；

[25]—图6示意性表示图1机床运行过程中部分倒行工作时的图1工具；

[26]—图7和8分别表示适于安装在图1机床上的本发明所述加工工具的侧面图和正面图；

[27]—图9和10分别示意性表示图7和8工具以正行模式和倒行模式工作的侧面图；

[28]—图11和12作为与图9和10的比较，表示两个以正行模式工作的现有技术工具。

具体实施方式

[29]图1示意表示的加工机床1适于带动一柱形工件2围绕一轴线4转动，工件2包括一角柱形表面3。工件2为角柱形(prismatique)，表面3在与轴线4交点处的法线5与该轴线4不平行。

[30]机床1还控制刀架6沿方向8和9移动，工具7固定在刀架6上。

[31]机床1适于通过工具7以在角柱形表面3上的恒定进给深度加工一表面。为此，除了使工件2沿方向8前进外，机床1还使工具7的位置与工件2沿方向9的角度位置同步，以跟随表面3的形状，并给表面3施加需要的进给深度。

[32]图2和3分别表示适于形成图1工具7的现有技术工具7A的侧面图和正面图(图1中工具7为正面图)。

[33]工具7A的整体形状为圆形，并且包括前刃面(face d′attaque)10、后刃面(face de dépouille)11和后表面(face arrière)13，由所述前刃面和后刃面这两个面形成一切割刃12。

[34]工具7A通过旋拧或任何可以使工具7A和刀架6刚性连接的方式固定在图1的刀架6上，使得工具7的至少部分圆周上具有切割刃12，以便加工角柱形表面3。

[35]现有技术的工具7A是为了在图4所示的情形下以正行(nominalement)方式工作。

[36]工具7A以一确定的进给深度(profondeur de passe)进入到工件2的材料中，工具7A具有箭头14指出的相对工件2的相对运动。

[37]因此表面3被加工，前刃面10通过它在材料中的前进产生碎屑15。

[38]相反，图5表示倒行工作时的现有技术工具7A。

[39]工具7A相对工件2的相对运动为箭头16的方向，工具7A通过它的后将面11在材料中的前进抬起碎屑17。

[40]工具7A的这种倒行(àrebours)工作导致切割刃12过早磨损，并在切割刃12附近在前刃面10上形成碎片。

[41]图6给出在加工工件2的表面3时图1工具7被迫倒行工作情形的实例。在这种倒行工作时，工具7按图5对于工具7A所示的方式被使用。

[42]图6示意性表示加工围绕轴线4旋转的工件2过程中的工具7，以便以在角柱形表面3上以恒定的进给深度加工一平面表面18。

[43]实际上，工具7正在完成表面18的加工，去掉材料凸头19。在所示的作业过程中，工具7跨在旋转轴线4上，这意味着工具7在位于轴线4一侧的加工线20处以正行方式工作，而工具7沿着位于轴线4另一侧的加工线21处在材料凸头19处倒行工作。

[44]为了改进工具7在图6作为实例所示的情形中的状态，最好使用图7和8所示的符合本发明的工具7B。

[45]工具7B的整体形状为圆形，并且包括前刃面22、后刃面23和后表面25，两个面22和23形成一切割刃24。

[46]前刃面22本身包括一前小面26和一倾斜小面27。

[47]前小面26与工具7B的横轴28基本垂直(图7)。该例中，工具7B用于沿与轴线28平行的移动方向工作，因此前小面26用于深入到材料中，并与工具7B和工件2之间的相对移动的方向成横向。

[48]倾斜小面27与前小面26形成一角度，使得当工具7B以正行模式工作时，倾斜小面27处于一比工具7B的移动方向向后倾斜的位置。

[49]倾斜小面27位于前刃面22的端部，切割刃24由该倾斜小面27与倾后刃面23的结合形成。因此切割刃24比图2和3所示的现有技术工具7A的切割刃12靠后。

[50]图9和10分别示意性表示当工具7B安装在图1机床上时在工件2上的正行和倒行的工作。

[51]在正行(图9)方向，工具7B用它的与工具7B和工件2之间的相对移动方向29基本为横向的前小面26切削工件2的表面3。

[52]在这种形态下，倾斜小面27在前小面26平面中的高度比进给深度小，工具7B在正行工作时的状态与图11所示的现有技术工具7A的状态类似。

[53]另外，工具7B正行工作时的状态与带有负切割角的工具31的状态(图12)不相似。

[54]相反，当工具7B沿相对移动30倒行工作时(图10)，工件2的材料被工具7B的后刃面23切削，后刃面23和正行工作时的前小面26处于同样位置，并且状态相同。则后刃面23在加工状态工作，而倾斜小面27形成切割刃24的加固件，并且起工具7B在正行工作时后刃面23的作用。

[55]可以考虑装置的不同实施变型，而不超出本发明的范围。特别是，只要设置一前刃面——该前刃面具有一前小面和一倾斜小面，工具7B的整体形状就可以与本例的形状非常不同。

Claims (12)

1.用于加工作业的工具(7B)，所述加工作业具有在一工件(2)上倒行工作的危险，该工具(7B)包括一切割刃(24)和一后表面(25)，所述切割刃(24)位于一前刃面(22)与一后刃面(23)之间的结合处，

其特征在于，所述前刃面(22)具有：一前小面(26)，其设计用于与所述加工作业时所述工件(2)与所述工具(7B)之间的相对移动方向(29、30)基本成横向地布置；和一倾斜小面(27)，其位于所述前小面(26)与所述后刃面(23)之间

所述切割刃(24)位于所述前刃面(22)的倾斜小面(27)与所述后刃面(23)之间的结合处。

2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述倾斜小面(27)具有一在所述前小面(26)的平面中标示为大约1微米到20微米的高度。

3.如权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述切割刃(24)至少部分地沿一锥形几何轮廓延伸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的工具，其特征在于，所述切割刃(24)在与所述相对移动方向(29、30)正交的平面中沿一圆弧形轮廓延伸。

5.如权利要求1至4中任一项所述的工具，其特征在于，所述倾斜小面(27)在所述前小面(26)的平面中的标示的高度与所述工具(7B)的设定进给深度的比小于或等于约20％。

6.如权利要求1至5中任一项所述的工具，其特征在于，所述切割刃(24)位于所述前小面(26)与所述后表面(25)之间。

7.如权利要求6所述的工具，其特征在于，所述切割刃(24)更靠近所述前小面(26)，而不是所述后表面(25)。

8.如权利要求1至7中任一项所述的工具，其特征在于，所述后刃面(23)与所述移动方向之间形成的角度基本等于所述倾斜小面(27)与所述移动方向之间形成的角度。

9.如权利要求1至8中任一项所述的工具，其特征在于，所述工具由多晶金刚石制成。

10.如权利要求1至8中任一项所述的工具，其特征在于，所述工具由单晶金刚石制成。

11.加工机床，其适于使权利要求1至10中任一项所述的加工工具(7B)的位置与一被带动围绕旋转轴线(4)转动的工件(2)的角度位置同步，以便在所述工件(2)上加工一相对于所述旋转轴线(4)不对称的表面。

12.如权利要求11所述的机床，其特征在于，所述机床适于以大约0.01毫米到10毫米的进给深度加工所述工件(2)。

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