CN102149496A - 扁平切削工具和相关联的工具保持器 - Google Patents

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Abstract

一种切削工具(1)，所述切削工具是旋转或固定的，所述切削工具用于对由硬的和/或研磨的材料例如碳、钛制成的部件进行机械加工，所述切削工具包括：至少一个主动部分，其硬度和/或研磨特性优于待被机械加工的材料的硬度和/或研磨特性；以及被动部分，用于与包括夹具(7)的工具保持器(2)协作，其特征在于，所述工具的主动部分(PA)和被动部分(PP)由限定这两个部分的一件式板形成以获得扁平工具，所述一件式板从坯件直接获得，所述坯件具有预定的恒定厚度以及与所述主动部分(PA)的硬度相应的硬度，并且所述被动部分(PP)是长型的并且具有大体为四边形的恒定横截面，所述被动部分(PP)用于与所述夹具(7)的具有相应横截面的凹槽(3)协作，如此形成的扁平的一件式工具(1)直接安装在所述凹槽(3)中以通过夹紧而连接在所述夹具(7)中。

Description

扁平切削工具和相关联的工具保持器
技术领域
本发明涉及一种切削工具，该切削工具是旋转或固定的，该切削工具用于对由硬的和/或研磨的材料制成的部件进行机械加工，该工具包括：至少一个主动部分，其硬度和/或研磨特性优于待被机械加工的材料的硬度和/或研磨特性；以及被动部分，用于与包括夹具的工具保持器协作。
背景技术
目前已知制成允许该类型机械加工的工具，该工具包括由碳化物或钢、或其它材料制成的圆柱体，圆柱体在端部设有供高研磨性板连接的空间。
这些板通过钎焊、通过贯穿其中并旋拧到工具本体中的螺钉、或通过保持销等来连接。
一旦将板连接，则根据需要使该板锋利以用于切削。
用于获得高研磨性切削工具的这种操作导致的高成本。
已知的这种工具趋于放置在夹具或卡盘的卡爪之间，这些卡爪在中心且在整个高度上限定孔。然后，例如通过联接螺母或横向螺钉将工具固定。
这种实施是复杂的、昂贵的并且具有不精确制造的缺陷。
实际上，在工具本体上产生的空间是缺陷的根源，例如当对研磨板进行钎焊时是如此，因为钎焊的厚度不受控。因此，存在切削材料未定位在工具轴线的问题，因而产生劣质的工具。此外，小的工具难以生产，因为没有空间用于放置一个或多个螺钉或者一个或多个凸缘，并且，在钎焊的情况下，其可能不够精确。
发明内容
由此，本发明的目的在于，通过使用精确地用于生产上述连接的板的已经存在的材料，创造一种高精确度旋转或固定的切削工具，其用于机械加工、表面铣削、表面加工、钻孔、雕刻等等，而且该切削工具通过多晶金刚石(PCD)团聚体、或多晶立方氮化硼(PCBN)或碳化钨(CW)制成。
因此，本发明涉及一种旋转或固定的切削工具，其用于对由硬的和/或研磨的材料制成的部件进行机械加工，该切削工具包括：至少一个主动部分，其硬度和/或研磨特性优于待被机械加工的材料的硬度和/或研磨特性；以及被动部分，用于与包括夹具的工具保持器协作，其特征在于，所述工具的主动部分和被动部分由限定这两个部分的一件式板形成以获得扁平工具，该一件式板从坯件直接获得，坯件具有预定的恒定厚度以及与主动部分的硬度相应的硬度，并且被动部分是长型的并且具有大体为四边形的恒定横截面，被动部分用于与夹具的具有相应横截面的凹槽协作，如此形成的扁平的一件式工具直接安装在凹槽中以通过夹紧而连接在夹具中。
因而，凹槽的横截面与工具板的横截面相应，并且横截面能够是矩形的、梯形的或正方形的，由于凹槽的精确度以及凹槽在夹具中定位，因此可以容易地将扁平工具装配在凹槽中，并且切削部分例如精确地位于中央处或位于横轴线中等等。
因而，根据本发明的主要优点，根据现有技术的由碳化物或钢制成的工具的中间圆柱体被一件式非圆柱体代替，通过在上述类型的团聚体的坯件中进行切削直接获得该一件式非圆柱体，因此一件式非圆柱体是扁平的。
本发明可应用于对高研磨性材料如铝、钛、不同形式的碳、填充玻璃的塑料、酚醛塑料、黄金、木(介质)等等进行加工的行业中。
最后，应注意，实际存在这样的问题：通过生产不具有连接部件的扁平的一体式工具从当前的技术转变为根据本发明的技术，当前的技术基于对还具有供研磨板连接用的圆柱形杆部的圆柱形工具的使用。这的确克服了偏见，表明了确实的创造性。
本发明还涉及在以下描述中说明的以及应单独地或以其全部可能技术组合来考虑的特征。
附图说明
参照附图，通过作为非限制性示例而给出的描述可以容易地理解如何实现本发明，其中：
图1示出工具保持器及其相关联的工具板的分解立体图；
图2以立体图示出组装后的整体工具保持器和工具板；
图3示出根据图2的平面图；
图4示出根据图2的俯视图；
图5示出根据图4中的线VV的剖视图；
图6以放大比例且以立体图示出根据图1至5的实施方式的工具保持器夹具；
图7是根据图6的俯视图；
图8和9是根据图7的两个垂直轴线的侧视图；
图10是工具板组装后的根据图6的立体图；
图11和12分别以立体图和俯视图示出根据第一实施方式的工具保持器夹具；
图13和14分别以立体图和俯视图示出根据第二实施方式的工具保持器夹具；
图15和16分别以立体图和俯视图示出根据第三实施方式的工具保持器夹具；
图17和18分别以立体图和俯视图示出根据第四实施方式的工具保持器夹具；
图19和20分别以立体图和俯视图示出根据第五实施方式的工具保持器夹具；
图21和22分别以立体图和俯视图示出根据第六实施方式的工具保持器夹具；
图23和24分别以平面图和端视图示出根据图11和12的工具；
图25和26分别以平面图和端视图示出根据图13-14和15-16的工具；
图27和28分别以平面图和端视图示出根据图17和18的工具；
图29和30分别以平面图和端视图示出根据图19和20的工具；以及
图31和32分别以平面图和端视图示出根据图21和22的工具。
具体实施方式
根据使用，切削工具1、1A、1B、1C、1D可以是旋转的或固定的，其用于对由硬的和/或研磨的材料制成的部件进行加工，并且切削工具1、1A、1B、1C、1D包括：至少一个主动部分，其硬度和/或研磨性质优于待被机械加工材料的硬度和/或研磨性质；以及被动部分，用于与包括夹具7的工具保持器2协作。
根据本发明的第一特征，所述工具的主动部分“PA”和被动部分“PP”由限定这两个部分的一件式板形成以获得扁平工具，该一件式板从坯件直接获得，坯件具有预定的恒定厚度以及与主动部分“PA”的硬度相应的硬度。
根据本发明的第二特征，同一工具板的被动部分“PP”是长型的并且具有大体为四边形的恒定横截面，以用于与夹具7的具有相应横截面的凹槽3、3A、3B、3C、3D协作，如此形成的扁平的一件式工具1、1A、1B、1C、1D直接安装在所述的凹槽3、3A、3B、3C、3D中以通过夹紧而连接在夹具7中。
根据第一实施方式，形成用于将其制成的坯件的材料由多晶金刚石(PCD)团聚体(aggloméré)，该多晶金刚石(PCD)团聚体包括金刚石粉末和钴粘结剂，金刚石粉末和钴粘结剂位于碳化物基底上且全部被压紧。
根据第二实施方式，形成用于制成工具的坯件的材料是立方氮化硼(PCBN)。
根据第三实施方式，形成用于制成工具的坯件的材料是一件式的碳化钨(CW)。
根据所有附图中示出的各实施方式，除了图17、18和27、28中示出的实施方式以外，用于制成工具的坯件包括两个层4、5以形成具有期望厚度的坯件，两个层4、5之一为形成支撑的中性层4，另一个为磨料层5，该磨料层5由沉积在支撑的表面上的PCD或PCBN制成。
根据图17、18和27、28的实施方式，用于制成工具的坯件包括三个层4、5、4以产生具有期望厚度的坯件，三个层4、5、4之一为包括PCD或PCBN的中央层5，其它两个为两个外层4，两个外层4位于形成碳化物支撑的中央层5的两侧。
根据实际上涉及钻头的该最后具体情况，切削部分5根据预定顶角位于两个碳化物面4之间，具有矩形截面的凹槽设置在夹具中(见图18)且根据其垂直轴线XX’、YY’对称地设置。
根据本发明的特征之一，通过切削并从坯件直接获得工具板。
参照图11和12，根据工具板1的第一实施方式，其具有大体为四边形的横截面，该四边形具有斜度“d”。包括相同斜度的相应凹槽3相对于工具保持器2的紧固夹具7的轴线XX’之一对称或非对称地设置。同一凹槽3位于同一夹具7的另一轴线YY’的一侧。
根据图13和14的包含工具板1A的第二实施方式，存在两个工具板1A，这两个工具板1A分别位于夹具7A的中轴线的两侧。
还是根据该实施方式，两个工具板1A在其主动端是倾斜的，并且如前所述，这两个工具板1A分别容纳在包括斜度“d”的四边形凹槽中，但是四边形凹槽分别设置在轴线XX’的两侧以及轴线YY’之上和之下。在夹具7A中还设有中心孔8，以插入圆柱形引导部件9、圆柱形钻头、圆柱形铣刀或丝锥。设置润滑孔10以在机械加工过程中供应润滑剂。
在图15和16中示出的第二实施方式的不同之处实质上在于，在工具板1A附近设有加强板11。
根据第三实施方式，以及如上所述，图17和18实施实际上为扁平钻头的工具板1B，该工具板1B具有凹槽3B，凹槽3B根据夹具7B的轴线XX’和YY’完全地居中。
根据实施工具板1C的且在图19和20中示出的第四可替换实施方式，工具板1C具有扁平端并安装在夹具7C的凹槽3C中，凹槽3C相对于轴线XX’非对称地设置并且位于轴线YY’的一侧。
根据实施工具板1D的且在图21和22中示出的第五实施方式，工具板1D位于夹具7D的凹槽3D中，所述凹槽根据轴XX’线居中且位于轴线YY’的一侧。
当然，在横截面以及定位方面不同于工具板以及相应凹槽的任何其它实施方式都是本发明的一部分。
当然，关于钻头，工具板的切削部分“c”必须位于钻头的中央和端部。但是，对于铣刀或对于根据需要设置在夹具上的任何其它凹槽，切削部分“c”可位于轴线上。如此保持在夹具中的工具板可用于机械加工、滚动铣削、表面加工、钻孔、攻丝和雕刻，特别是有关于图21-22和31-32中示出的工具1D。
还应注意，如果在所有上述实施方式中所述的工具板的纵轴线垂直于夹具7的前表面，那么所述轴线还可以是倾斜的，且因此不再垂直于同一表面。
而且，还是根据示出的同一示例，如果工具板的数目被限制为两个，那么根据使用，当然可以存在更多的工具板。
在图1至5中可以看到，用于实施上述切削工具1、1A、1B、1C、1D的工具保持器2包括：
-中空圆柱体12，设置在工具保持器2内；
-纵向止动件13，用于在工具1、1A、1B、1C、1D的深度上进行可调节的轴向定位；
-夹具7，包括锥形卡爪，锥形卡爪用于通过d’进行夹紧；
-夹紧圈14，在卡爪上施加作用且因此一旦就位则在工具1上施加作用；
-凹槽3、3A、3B、3C、3D，具有相应的横截面并且位于夹具7的卡爪之间。
因而，通过一个或多个螺钉可以对工具板1进行调节以调节夹具7突起部分，螺钉可通过旋紧使止动件能够具有与待安装工具板的被动部分“PP”的扁平形状相似的形状。
因而，工具板可以滑动到其凹槽中，这可允许通过特殊的止动件将工具板调节成处于夹具7之外的期望高度。
夹具7适于每个工具板1(凹槽3、夹具的槽、止-推构件13、后支撑)。夹具7还可以包括处于工具板的突出部分之后的加强件；该加强件在使用过程中可保持并支撑工具板。
关于调节止动件13，其推压部分进入夹具7中，因此需要比工具板的空间小的扁平形状，具有操作间隙。
有必要使止动件的推压部分穿入夹具以具有尽可能最小的被动区域并且减小工具的成本。止动件的推压部分可以是可互换的，即其可以或长或短以及或宽或窄。例如通过销来对其进行保持。通过处于对夹具7进行保持的圆柱体上的螺钉可进行精细调节。
在一些情况下，可将圆柱体12和夹具7制成一件，并且调节螺钉位于工具保持器之后。
最后，关于贯穿夹具7制成的润滑孔10，润滑孔10可被定向以与用于润滑的最有效定向相应。

Claims (12)

1.一种切削工具(1、1A、1B、1C、1D)，所述切削工具是旋转或固定的，所述切削工具用于对由硬的和/或研磨的材料例如碳、钛制成的部件进行机械加工，所述切削工具包括：至少一个主动部分，其硬度和/或研磨特性优于待被机械加工的材料的硬度和/或研磨特性；以及被动部分，用于与包括夹具(7)的工具保持器(2)协作，其特征在于，所述工具的主动部分(PA)和被动部分(PP)由限定这两个部分的一件式板形成以获得扁平工具，所述一件式板从坯件直接获得，所述坯件具有预定的恒定厚度以及与所述主动部分(PA)的硬度相应的硬度，并且所述被动部分(PP)是长型的并且具有大体为四边形的恒定横截面，所述被动部分(PP)用于与所述夹具(7)的具有相应横截面的凹槽(3、3A、3B、3C、3D)协作，如此形成的扁平的一件式工具(1、1A、1B、1C、1D)直接安装在所述凹槽(3、3A、3B、3C、3D)中以通过夹紧而连接在所述夹具(7)中。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，工具的纵轴线相对于所述夹具(7)的前表面垂直。
3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，工具的纵轴线相对于所述夹具(7)的前表面倾斜。
4.根据权利要求1至3之一所述的工具，其特征在于，工具是成双的，该成双的工具分别设置在所述夹具(7A)的中轴线的两侧。
5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，工具是成双的，该成双的工具在主动端是倾斜的并且分别装配到包括斜度(d)的四边形凹槽中，但是四边形凹槽设在轴线(XX’)的两侧以及轴线(YY’)之上和之下，在所述夹具(7A)中还设有中心孔(8)，以插入圆柱形引导部件(9)、圆柱形钻头、圆柱形铣刀或丝锥。
6.根据权利要求4或5之一所述的工具，其特征在于，设置润滑孔(10)以在机械加工过程中供应润滑剂。
7.根据权利要求4至6之一所述的工具，其特征在于，在工具(1A)附近设有加强板(11)。
8.根据权利要求1至3之一所述的工具，其特征在于，工具具有扁平端并且安装在所述夹具(7C)的凹槽(3C)中，所述凹槽相对于轴线(XX’)非对称地设置并且位于轴线(YY’)的一侧。
9.根据权利要求1至3之一所述的工具，其特征在于，工具安装在所述夹具(7D)的凹槽(3D)中，所述凹槽根据轴线(XX’)居中并且位于轴线(YY’)的一侧。
10.一种工具保持器(2)，其用于实施根据权利要求1至9之一所述的切削工具(1、1A、1B、1C、1D)，其特征在于，所述工具保持器包括：
-中空圆柱体(12)，设置在所述工具保持器(2)内；
-纵向止动件(13)，用于在所述工具(1、1A、1B、1C、1D)的深度上进行可调节的轴向定位；
-夹具(7)，包括圆锥形卡爪，圆锥形卡爪用于通过d’进行夹紧；
-夹紧圈(14)，在卡爪上施加作用并因此一旦就位则在工具(1)上施加作用；以及
-凹槽(3、3A、3B、3C、3D)，具有相应的横截面并且位于夹具(7)的卡爪之间。
11.根据权利要求10所述的工具保持器，其特征在于，中空圆柱体(12)和所述夹具(7)被制成单一件。
12.扁平工具板能够从多晶金刚石(PCD)团聚体、或多晶立方氮化硼(PCBN)、或碳化钨(CW)的坯件被切削而成。
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