CN101888912B

CN101888912B - 用于切削加工工件的刀具

Info

Publication number: CN101888912B
Application number: CN2008801197325A
Authority: CN
Inventors: 戴特·克雷斯
Original assignee: CO KG COLOP STEMPELERZEUGUNG S
Current assignee: CO KG COLOP STEMPELERZEUGUNG S; Mapal Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge Dr Kress KG
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: KR20100106390A; PL2229254T3; US20100260558A1; WO2009071288A1; US8393832B2; JP2011505263A; EP2229254A1; BRPI0821062A2; ES2543058T3; CN101888912A; KR101544204B1; EP2229254B1

Abstract

一种用于切削加工工件的刀具(1)，带有：基体(3)，切削面(21)邻接其上的至少一个几何上限定的刀刃(15、17)，配属于刀刃的用于接收由刀刃(15、17)切下的切屑的切屑空间(47、53)，和配属于刀刃(15、17)的切屑引导元件(27、29)。刀具的特征在于，刀刃(15、17)与切屑引导元件(27、29)形成接收缝隙(43、45)，所述接收缝隙(43、45)过渡到切屑空间(47、53)内，且由刀刃(15、17)切下的切屑导入所述切屑空间(47、53)内，且在于切屑引导元件(27、29)具有引导面(39、41)，所述引导面(39、41)与切削面(21)形成邻接在接收缝隙(43、45)上的接收通道(51)。

Description

用于切削加工工件的刀具

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于切削加工工件的刀具。

背景技术

在此所述类型的刀具是已知的。该刀具例如用于加工中空部件的壁。例如，如果壁在被加工区域内具有通孔，则由刀具切下的切屑通过此通孔到达由壁封闭的中空空间内。在许多情况中，将切屑从工件内部清除出是相对昂贵的，例如在内燃机的铸造的气缸盖或气缸体的情况中。如果此清除不彻底，则可导致设有气缸盖或气缸体的发动机的功能故障。

发明内容

本发明的任务是完成前述类型的避免了此缺点的刀具。

为解决此任务建议了具有根据权利要求1所述特征的刀具。此刀具在此具有基体，切削面邻接其上的至少一个几何上限定的刀刃和配属于刀刃的切屑空间。所述切屑空间接收由刀刃切下的切屑。最后，刀具设有切屑引导元件，所述切屑引导元件配有刀刃，使得从刀刃切下的切屑出现在切屑引导元件上。刀具的特征在于，刀刃与切屑引导元件形成接收缝隙，由刀刃切下的切屑被导入所述接收缝隙。切屑引导元件具有引导面，所述引导面与邻接在刀刃上的切削面形成接收通道。切屑通过接收缝隙到达此接收通道。通过在此所选择的刀具的构造，保证由刀刃切下的切屑被引导且借助于切屑引导元件有目的地偏转到接收间隙内。以此方式限定的切屑流确保由刀刃切下的切屑不在环境中不受控，即特别地在加工中空工件时不能到达其内部空间内。

一个优选实施例的特征在于，切屑空间从接收缝隙其至少局部地扩展。此构造便于所形成的切屑在切屑空间内的继续且因此保证使切屑不返回到加工区域且不可能到达工件的中空空间。

特别优选地，刀具的实施例的特征在于接收缝隙的宽度小于由切屑形成的切屑卷的直径。这表明，在工件的切削加工时形成称为切屑卷的螺旋状切屑。所述切屑卷从刀具的工作刀刃流下且在接收缝隙的区域内碰到切屑引导元件的引导面，且在此处被偏转，因此到达接收通道内。这导致从工件表面切下的切屑有目的地被引导到切削空间内，且不能再到达加工区域内。

本发明的另外的构造从非独立权利要求中得到。

附图说明

在下文中结合附图详述本发明。各图为：

图1在透视图示中示出了用于切削加工工件的刀具的第一实施例；

图2示出了在图1中图示的刀具的放大的细节视图；

图3示出了根据图1的刀具的端视图；

图4示出了刀具的第二实施例的透视前视图；和

图5示出了根据图4的刀具的端侧视图。

具体实施方式

从图1中可见带有基体3的刀具1的第一实施例，所述基体3在此仅作为例子具有带有不同外径的区域。在朝向观察者的端侧5内安装了至少一个刀盘。在此处所图示的实施例中提供了大致在切向上安装在端侧5内的两个刀盘7和9。即，刀盘7的指向观察者的前侧11和刀盘9的前侧13基本上平行于端侧5走向。实际上，刀盘7、9轻微地倾斜，使得前侧11和13的界限边缘略微伸出端侧5。此界限边缘形成了刀盘7的几何限定的刀刃15和刀盘9的刀刃17。

为加工工件使刀具1旋转，且如从图1可见，使刀具逆时针旋转。这通过箭头9指示。本质上也可以使得工件相对于静止的刀具运动。关键是工件和刀刃15以及17之间的相对运动。

在刀具1旋转运动时，由刀刃15和17切下切屑，所述切屑在邻接刀刃的切削面上流下。在图1中可见配属于刀刃15的切削面21。

在此处图示的实施例中，切削面21围绕刀刃15倾斜，因此切削面21与刀盘7的前侧11形成小于90°的角度。此类构造被称为正切削角。

配属于刀盘9的刀刃17的切削面在根据图1的图示中不可见。

刀具1的刀盘在此处图示的实施例中例如形成为四边形。如果刀刃被磨损，则刀盘可围绕张紧螺栓的中心轴线旋转。

刀盘7配属于张紧螺栓23，所述张紧螺栓23沉入到刀片7的前侧13内。相应地，刀盘9配属于张紧螺栓25，所述张紧螺栓25沉入到刀片9的前侧13内。

本质上另外也可以使在此所述的刀刃15和17直接从刀具1的基体加工出。但经济的是如在此所述使用带有相应的刀刃15、17的刀盘7、9。

与刀盘7成距离地配有一切屑引导元件27；刀盘9相应地配属于切屑引导元件29。切屑引导元件27和29形成为沉入地布置在基体3内的边条。所述边条以合适的方式固定，优选地通过硬焊固定。也可构思的是以螺栓或张紧钳将所述边条锚定在刀具1的基体3内。

切屑引导元件27和29分别具有前侧31和33，在此前侧31和33例如与刀具1的端侧5齐平地结束。在刀具1的中心轴线35的方向上且在通过双箭头37指示的进给方向的方向上观察时，刀刃15和17相对于切屑引导元件27和29的前侧31和33前进。重要的是刀刃15和17在任何情况中从刀具1的前侧5比前侧31和33突出更远。特别地，通过刀刃15和17平行于端面5走向的平面和通过切屑引导元件27和29的前侧31和33限定的平面之间的轴向距离必须大于刀具1相对于工件旋转期间刀具1所经历的进给。

在刀具1的特别优选的实施形式中建议，使刀刃15和17以及切屑引导元件27和29的前侧31和33处于其内的平面之间的轴向距离处于≥0.2mm直至0.6mm的范围内。换言之：在进给方向上观察时，刀刃超前前侧≥0.2mm直至0.6mm。特别地优选地是超前0.4mm。这些值适用于刀具1的每转0.2mm的进给速度。

在此复述的用于刀刃相对于切屑引导元件的前侧的超前的值为包括两个刀刃的刀具选择。当然，如果仅存在一个刀刃，则超前应选择为加倍。

在切屑引导元件27的指向刀盘7的侧上提供了引导面39。相应地，切屑引导元件29在其指向刀盘9的侧上具有引导面41。

在刀盘的刀刃边缘15和17和所属的切屑引导元件27和29之间形成接收缝隙43和45，由刀刃15和17切下的切屑进入所述接收缝隙43和45。

在刀具1的优选实施例中建议，使得在周向方向19上测量时，缝隙的宽度，即刀盘的刀刃边缘15和16以及切屑引导元件27和29之间的距离处于从0.6mm至1.0mm的范围内。特别地优选地，该宽度为0.8mm。

从图1中也可见，在刀具1的基体3内安置了切屑空间47，所述切屑空间47接收由刀刃15切下的切屑。相应地，刀盘9的刀刃17配有切屑空间，从切屑空间中在此仅可见出口区域49。

图2示出了刀具1的前部分，如在图1中所图示。相同和功能相同的部分以相同的附图标号表示，使得就此参考图1的描述。

从图2中又可见，刀具1例如设有两个刀盘7和9。所述刀盘7和9基本上相互对置地通过以上所述的张紧螺栓23和25紧固在刀具1的端侧5内。在下文中仅涉及在图2中上部的刀盘7。所有对于刀盘7的陈述相应地适用于下部刀盘9。

从放大图中可见，刀刃15形成了刀盘7的前侧11和切削面21之间的交线。刀刃15与切屑引导元件27的引导面39成距离地布置，且优选地基本上与所述引导面39平行地走向，使得在此与平行的边界线形成接收缝隙43。

切削面21与引导面39优选地形成尖角，所述尖角从接收间隙43出发在向着切削空间47的方向上张开。因此，在切削面21和引导面39之间形成接收通道51，由刀刃15切下的且经接收缝隙43通过的切屑到达所述接收通道51内。来自所述接收通道51的切屑进入另外的切屑空间47内。

切屑引导元件27因此相对于刀盘7如此布置，使得由刀刃15切下的切屑的运行被限定地影响：切屑碰到切屑引导元件27的引导面39。切屑引导元件27布置在刀盘7附近，即接收缝隙43形成为窄缝隙，使得切屑碰到引导面39且由所述引导面39引导到接收通道51内且进一步引导到切屑空间47内。已知的是，由刀刃所产生的切屑在切削面21上基本上向后流下，即与进给方向相反地流下。切屑具有从切削面分离且形成卷的趋势。在实践中显示，此卷在进给方向上行进且可不受控地出现在刀具1的端侧5上。通过使用切屑引导元件27保证，使卷向后即与进给方向相反地落下，且因此被导入接收通道51内。

通过此有目的地影响切屑流下，保证使由刀刃15切下的切屑不在通过箭头37所指示的进给方向上流下，而恰恰是与进给方向相反地被转向，且可靠地被导入切屑空间47内。

根据图2再次指出，将接收通道51的宽度，即将刀刃15和所属的切削面21到切屑引导元件27的距离或者说到切屑引导元件27的引导面39的距离选择为使得由刀具切下的切屑进入接收缝隙43和接收通道51，且引导到切屑空间47内。

如果刀具1用于加工包围了中空空间的加工工件的壁内的开口，则通过有目的地影响切屑流下，保证使得在加工工件时无切屑到达工件的中空空间内，且不损害工件的功能自身或与所述功能相关的元件。此外，在加工完中空的工件后不需要昂贵的清理工作，因为由刀具1切下的切屑被可靠地导出加工区域，且有目的地导入切屑空间47内。

例如，在加工用于气缸体或气缸盖内的冷却循环或水循环的覆盖件的配合座(Passsitzen)时-口语中称为水堵孔，这是有利的。

图3在俯视图中示出了根据图1和图2解释的刀具。相同和功能相同的部分提供以相同的附图标号，使得就此参考图1和图2的描述。

刀具1对称地形成。刀盘9与刀盘7相对地布置。所述刀盘7和刀盘9通过张紧螺栓23和25紧固在刀具1的基体3内。对称的切屑空间配属于所述刀盘7和刀盘9，其中刀盘7配有切屑空间47和刀盘9配有具有出口区域49切屑空间53。

从此透视图显见，在刀盘7和刀盘9以及所属的切屑引导元件27和29之间形成了接收缝隙43和45，由刀刃15和17切下的切屑进入所述接收缝隙43和45内，且垂直于图3的图面向下引导。

刀盘7和9的刀刃边缘15和17与刀具1的中心轴线35成距离地结束。刀具1因此仅构造为加工带有已存在的孔的工件。加工因此是不可能的。

图4示出了刀具1的一种变型实施例。根据第一实施例所述的相同和功能相同的部分在此以相同的附图标号表示。就此参考前述附图的描述。

刀具1具有基体3，在所述基体3的端侧5又可装入实际上切向的两个刀盘7和9，使得其前侧11和13基本上平行于端侧5走向。从此图示可见，实际上在前侧11和刀盘7的切屑面21之间给出了小于90°的角度。刀盘7安置在刀具1的具体3内的空隙55内，所述刀盘7的底部相对于端侧5倾斜使得刀盘7的刀刃15比刀盘7的对置的界限边缘15’伸出超过端侧5更远。如上所述，刀盘7形成为旋转盘。也可以的是将张紧螺栓23松开且将刀盘围绕张紧螺栓的中心轴线旋转，使得刀盘7的界限边缘15’位于刀刃边缘15的位置上，且因此可作为工作刀刃起作用。

从根据图4的在透视前视图中给出了刀具1的图示中可见，在此位于下方的刀盘9位于端侧5的边沿外，而刀盘7布置为使得其刀刃15到达直至刀具1的中心轴线35。总之，刀盘7的刀刃15和刀盘9的刀刃17掠过工作区域，所述工作区域能以刀具1加工。

在此图示的刀具1的实施例还具有另外的刀盘57，所述刀盘57安装在刀具1的基体3的邻接在端侧5上的外周面59内，且具有刀刃61，使用所述刀刃61可制造或加工棱角。为此，刀刃61伸出外周面59。

根据图4的刀具1的其他结构基本上对应于根据图1至图3的实施例。在此也建议使得在刀盘7的刀刃15和切屑引导元件27的引导面39之间形成接收缝隙43，由刀刃15切下的切屑进入所述接收缝隙43内且通过接收通道导入切屑空间47内。

相应的接收缝隙45形成在刀盘9和切屑引导元件29之间。

显见，接收缝隙43的宽度大于接收缝隙45的宽度。缝隙宽度与由各刀刃15和17切下的切屑相匹配。通过接收缝隙43和接收缝隙45的宽度保证，使得在加工工件时，在通过双箭头37表示的进给方向的方向上不出现切屑。

在加工工件时，工件表面和刀刃17之间的相对速度大于工件表面和刀刃15之间的相对速度。因此，由刀刃7切下较薄的切屑，所述切屑在流下时从刀刃17螺旋地卷开，使得形成所谓的切屑卷。

进一步相对于中心轴线35布置的刀盘7的刀刃15在加工工件时具有比刀刃17更小的相对速度，因此在此切下较厚的切屑，所述较厚的切屑卷开成为直径更大的切屑卷。

通过特别地与切屑卷相称的接收缝隙43和45的宽度保证，使得由刀刃切下的切屑通过接收缝隙43和45和所属的接收通道被强制引导到切屑空间47和53内。因此，在加工时也保证，无切屑在端面5上在进给方向上先前离开。如果在中空工件的壁内制造和加工孔，则在通过壁穿透工件1时，无切屑到达工件的由壁包围的中空空间内。

在刀具1的在图4中给出的实施例中也保证，为根据图1至图3的实施例解释的刀具1赋予调整优点。

在图4中图示的刀具1的实施例中提供了冷却剂/润滑剂供给件。相应的介质通过刀具1的基体3输送到工作刀刃的区域内。在图4中例如给出了出口开口A1和A2，在使用刀具1时冷却剂/润滑剂从所述出口开口A1和A2给出。可见，出口开口A1和A2在此在刀具1的端侧5内开口。可构思的是，刀盘57也配有出口开口，因此刀盘57也能够被供给冷却剂/润滑剂。

图5最后在端视图中示出了在图4中图示的刀具1。与根据图1至图4所解释的相同的和功能相同的部分以相同的附图标号表示。就此参考前述附图的描述。

在此再次显见，刀盘7与所属的切屑引导元件27之间的距离大于刀盘9与所属的切屑引导元件29之间的距离。在第一刀盘7的区域内的接收缝隙43因此比在第一刀盘9的区域内的接收缝隙45更宽。

根据图5的图示可见，如同刀盘7和9，第三刀盘57切向地在刀具1的外侧面上，在此在基体3的外周面59上安装。

从图1至图5的解释中显见，在此所述的刀具1的特征在于，由至少一个刀刃，在此由刀刃15和17切下的切屑，且特别是切屑卷不在通过双箭头37指示的进给方向的方向上流下，而是进入所属的接收缝隙43和45，且通过接收通道到达刀盘的切屑空间内。也可见，刀具的结构相对简单，这导致廉价地实现了在此所预先给出的任务。

为降低切屑引导元件27和29的磨损，指向刀盘7、9的且由刀刃15和17切下的切屑在其上流下的至少一个引导面39、41涂覆有耐受性材料覆层，即带有硬质合金或PKD覆层。优选地，切屑引导元件27和29完全由硬质合金制造。所述切屑引导元件27和29被焊入刀具1的基体3内或以合适的其他方式固定。

另外还应指出，刀具1至少在连接在端侧5的外周区域上可设有至少一个引导边条，通过所述引导边条刀具在加工工件时支承在被加工的或形成的孔壁上。

至少一个引导边条在其触及工件的外侧上带有例如PKD的硬材料的覆层，优选地所述引导边条完全由PKD形成。所述引导边条粘入刀具1的基体3内，或以其他合适的方式固定在所述基体3上。

为保证接收缝隙43、45的最优宽度，优选地提供调节装置。所述调节装置可作用在切屑引导元件27或29上，但优选地作用在刀盘7和9上。也可以的是为两个部分提供调整装置，以影响接收缝隙的宽度。

最后，也可以为刀具1提供冷却剂/润滑剂供给件，通过所述冷却剂/润滑剂供给件使冷却剂/润滑剂到达在刀刃的加工区域内。关于刀盘7和9的刀刃15和17，理解为将其布置在接收缝隙43、45的区域内。在此接收缝隙43、45上连接有优选地扩展的接收通道51，所述接收通道51过渡到所属的切屑空间内。因为接收缝隙是由刀刃15和17切下的切屑到达其内的最窄的区域，所以在此得到冷却剂/润滑剂的最大流动速度，从而有助于切屑从刀刃15和17到所属的切屑空间内的有目的的导出。

从此处所给出的解释中显见，刀具1可设有一个或超过两个刀刃。此外指出，刀具的用于有目的的导出切屑的接收缝隙也可提供在刀具的外周区域内。

Claims

1.一种用于切削加工工件的刀具（1），带有：

基体（3），

切削面（21）邻接其上的至少一个几何上限定的刀刃（15、17），

接收缝隙（43、45），所述接收缝隙（43、45）过渡到配属于刀刃的用于接收由刀刃（15、17）切下的切屑的切屑空间（47、53），和

接收通道（51），所述接收通道（51）邻接在接收缝隙（43、45）上，

其特征在于，

设有配属于刀刃（15、17）的切屑引导元件（27、29），

切屑引导元件（27、29）形成为边条，所述边条沉入地布置在基体（3）内，

刀刃（15、17）与切屑引导元件（27、29）形成接收缝隙（43、45），且由刀刃（15、17）切下的切屑导入所述接收缝隙（43、45）内，

切屑引导元件（27、29）具有引导面（39、41），所述引导面（39、41）与切削面（21）形成接收通道（51），

所述刀刃（15、17）是刀盘（7、9）的部分，所述刀盘（7、9）在切向上安装在所述刀具（1）的端侧（5）内，

所述刀刃（15、17）与所述切屑引导元件（27、29）的所述引导面（39、41）成距离地布置，并与所述引导面（39、41）平行地走向，使得所述接收缝隙（43、45）由平行的边界线形成，

所述切削面（21）与所述引导面（39、41）形成尖角，所述尖角从所述接收缝隙（43、45）出发在向着所述切屑空间（47、53）的方向上张开，由所述刀刃（15、17）切下的且经所述接收缝隙（43、45）通过的切屑到达所述接收通道（51）内，

所述接收缝隙（43、45）的宽度小于由所述刀刃（15、17）产生的切屑卷的直径。

2.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，切屑空间（47、53）从接收缝隙（43、45）至少局部地扩展。

3.根据前述权利要求中一项所述的刀具（1），其特征在于，接收缝隙（43、45）的宽度小于邻接的切屑空间（47、53）的宽度。

4.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，通过刀刃（15、17）平行于端侧（5）走向的平面和通过切屑引导元件（27、29）的前侧（31、33）限定的平面之间存在轴向距离，且刀刃（15、17）比切屑引导元件（27、29）的前侧（31、33）伸出端侧（5）更远。

5.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述接收缝隙（43、45）的宽度处于从0.6mm至1.0mm的区域内。

6.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述接收缝隙（43、45）的宽度为0.8mm。

7.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，其具有与至少一个刀盘（7、9）或所属的切屑引导元件（27、29）协作的调节装置。

8.根据权利要求7所述的刀具（1），其特征在于，通过所述调节装置可调节接收缝隙（43、45）的宽度。

9.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述边条具有硬质合金。

10.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述边条由硬质合金制成。

11.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述切屑引导元件（27、29）的引导面（39、41）具有由PCD制成的覆层。

12.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，所述切屑空间（47、53）沿假想的螺旋线走向。

13.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，设有至少一个引导边条，所述刀具通过所述引导边条在加工工件时支承在被加工的或形成的孔壁上。

14.根据权利要求13所述的刀具（1），其特征在于，所述引导边条具有PCD。

15.根据权利要求13所述的刀具（1），其特征在于，所述引导边条由PCD制成。

16.根据权利要求1所述的刀具（1），其特征在于，带有至少一个冷却剂/润滑剂通道的冷却剂/润滑剂供给件。

17.根据权利要求16所述的刀具（1），其特征在于，所述冷却剂/润滑剂供给件的至少一个冷却剂/润滑剂通道在刀具（1）的端侧（5）内开口。