CN103402680B - 铣削表面加工方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铣削平的表面的方法，在该方法中一个铣刀在平行于这个表面的平面的方向上移动，该铣刀的旋转轴线是垂直于这个待加工表面的，以便通过一个单一的机加工操作在一个预定的材料层上用一个单一的铣头机加工该表面，其中该铣刀在相对于这个待加工表面的相同轴向位置中在相同的材料层上同时进行一次粗加工、至少一次半加工操作、以及一次精加工操作。

Description

铣削表面加工方法和装置

本发明涉及一种用于铣削平面的方法以及一种用于实施这样一种方法的铣削刀具。

本发明更具体地涉及一种平的表面的方法，根据该方法，一个铣刀的旋转轴线垂直于待加工表面，该铣刀在平行于该表面的平面的一个方向上移动以便通过一个单一的机加工操作借助一个单一的铣头将该表面机加工到一个预定的材料厚度。

该方法的一种优选的但非限制性的应用在于机加工内燃发动机箱体的上部面。

箱体上部面一般是借助于在所述上部面上水平移动的一个铣刀来机加工的。机加工被分成多个操作，包括一个第一粗加工步骤以及一个或多个精加工步骤，在粗加工步骤中去除材料到一个第一厚度，在这些精加工步骤中对这个已粗加工的表面相继进行机加工。

称作“阶梯”铣刀的铣刀是已知的，包括一条垂直于待加工表面的旋转轴线、上部的围绕一个第一圆周分布的一排刃以及下部的围绕相对于该第一圆周轴向偏置的一个第二圆周分布的一个第二排切削刃。这两排刃是同轴线的并且在轴向和径向上均偏置的。该铣刀在一种单一的机加工操作过程中通过在两个不同的高度处机加工箱体的表面来进行粗加工步骤和机加工步骤。

在另一种类型的称作“螺旋铣刀”的铣刀中，这些刃被安排成具有一种围绕该铣刀的本体的螺旋形状，而在每个刃之间有一个轴向的和径向的偏置。在机加工过程中，每个切削刃在一个不同的轴向高度处机加工零件的一部分。因此在该刀具的不同刃之间分配了该刀具经过的整个深度。这种安排使之有可能在一次单一的刀具行程中增大去除的厚度。然而，这种安排减少了刀具的使用寿命并且对于已加工表面存在刮伤的显著风险。

本发明提出了一种不同的切削刃安排，从而通过一种新型铣削方法使之有可能弥补上述的缺陷。

本发明提供的是该铣刀在相对于有待机加工的表面的相同的轴向位置中同时进行一次粗加工操作、至少一次半精加工操作、以及一次精加工操作以达到相同的材料厚度。

所提出的刀具具体地具有多组切削刃，这些切削刃是径向偏置的同时被安排成在该刀具的同一轴向区段上。在该铣刀平行于待加工表面移动时所有刀片机加工相同的材料厚度。

本发明的进一步的特征和优点将从本发明的一个非限制性的实施例的以下说明中并通过参见附图变得更加清楚明了，在附图中：

-图1是所提出的铣刀的仰视图，

-图2是沿图1中A-A的一个截面，

-图3示出了多个切削夹头的安排，并且

-图4展示了这些切削刃的分层安排。

在这些图中展示的铣削刀具具有一个铣刀本体1，在铣削操作中该铣刀本体的旋转轴线总是垂直于机加工表面。该铣削刀具具有多组径向偏置的切削刃。图1示出了刀具本体1、用于铣刀的定心销(未示出)的通孔2、用于这些使铣刀本体1组装在其支座(未示出)上的螺钉的通孔3、以及围绕刀具本体1的圆周分布的这组切削夹头4。

这些元件还可以在图2的截面中看出，该图基于刀具本体1示出了这些刀片的露出部分、或切削刀尖6。

图3详细地显示出这些刀尖6在这些夹头4上的安排和紧固。这些夹头4通过多个夹紧螺钉8而被夹紧在刀具本体1上。这些刀尖6通过多个夹紧螺钉9而被夹紧在夹头4上，并且这些刀尖在该夹头上的位置通过多个夹紧螺钉(未示出)是可调整的，而这些夹紧螺钉的插入孔11是可看到的。

这些切削刃是这些可移除的刀尖6的工作刃，这些刀尖在这些刀尖握持器夹头4上是可调整的，而所述刀尖握持器夹头4在刀具本体1上的位置也是可调整的。

图4示出了在该刀具的同一个平面中凸出的三个相继的刀尖6a、6b、6c。这些刀尖的刃7a、7b、7c在其整个切削高度上以一种分层布置的方式重叠。该刀具具有多个相同的切削刃组，在一个单一组中这些切削刃是彼此径向偏置的。然而，如以下指示的，所有的刃7a、7b、7c被安排成在该刀具的同一个轴向区段上以使在该铣刀平行于待加工表面移动时联合地机加工相同的材料厚度。在图4中以在该刀具的同一个直径平面中凸出的方式示出的这组三个刀尖6a、6b、6c中，刀尖6a是首先对材料进行机加工的(在假定该刀具的旋转驱使这些刃朝向凸出平面的后部的情况下)。该刀尖因此进行粗加工操作。相对第一刀尖稍微朝向内部缩进的这个中间的刀尖6b进行半精加工操作。相对前一刀尖缩进的这个第三刀尖6c进行实际的精加工操作。

图4的这三个刀尖6a、6b、6c形成一组三刀尖。对于这组的三个刀尖还可能处于一种不同的安排：即，6a、6c、6b。围绕该刀具的圆周可多次找到相同的刀尖组。在以上描述的本发明的非限制性的示例性实施例中，这组刀尖包括三个刀尖。然而在不脱离本发明的范围的情况下有可能每组提供更少数目的刀尖(但至少是两个)、或者更多数目的刀尖(例如四个)，以便在粗加工与最后的精加工之间不进行、或进行多次的半精加工。在任何情况下，在至少两个相继的且相同的组中，这些刀尖是围绕该刀具的圆周规则地分布的。每个第一刃(相对于该刀具的旋转方向而言)是一个粗加工刃，并且这些接下来的刃是在径向方向上朝向外侧相继偏置的，以便渐进地机加工相同的材料厚度。

可以改变夹头的数目、每组刀尖的数目以及刀尖组的数目。在任何情况下，该刀具包括在同一直径上(也就是说在该刀具本体上的相同轴向位置中)的多个刀尖组(并且因此包括多个切削刃组)。这些组是围绕圆周规则地分布的：三个相同的刃组围绕该刀具本体的圆周各自占据一个120°的扇区，并且四个组会各自占据90°的扇段。

概括地说，所提出的铣削刀具具有多个相同的切削刃组，在同一组中的这些切削刃是彼此径向偏置的、具有在该刀具上的相同的轴向位置。该铣刀在相对于待加工表面的相同的轴向位置中同时进行一次粗加工操作、至少一次半精加工操作、以及一次精加工操作以达到相同的材料厚度。这种刀具因此非常有别于上述的阶梯铣刀系统或螺旋铣刀系统，在这些铣刀系统中这些刃是在刀具本体上轴向偏置的。

采用这种刀具的铣削方法是特别有效的，因为该铣刀可以在相对于待加工表面的相同轴向位置中同时进行一次粗加工操作、至少一次半精加工操作、以及一次精加工操作以达到相同的材料厚度。如以上所指示的，这种已描述的刀具以及已描述的方法的一种优选的但非限制性的应用是在内燃发动机箱体上部面机加工中。实际上，本发明对于属于热力发动机或任何其他机械构件的由单一一种或两种材料制成的任何平面金属表面进行机加工具有相同的优点。

Claims (9)

1.一种用于铣削平的表面的方法，在该方法中一个铣刀在平行于这个表面的平面的方向上移动，该铣刀的旋转轴线是垂直于这个待加工表面的，以使通过一个单一的机加工操作、用一个单一的铣头将该表面机加工到一个预定的材料厚度，其特征在于，该铣刀的所有切削刃同时加工相同的材料厚度以便在待加工表面上联合地在相对于这个待加工表面的相同轴向位置中同时进行一次粗加工操作、至少一次半精加工操作、以及一次精加工操作，同一组切削刃中的各切削刃彼此径向偏置，各切削刃在其整个切削高度上是以分层布置的方式重叠的。

2.一种用于实施如权利要求1所述的方法的圆柱形铣削刀具，其特征在于，该铣削刀具具有多组切削刃(7a，7b，7c)，这些切削刃是径向偏置的同时所有切削刃被安排成在该刀具的同一轴向扇区上以便在该铣刀平行于这个待加工表面移动时联合地机加工相同的材料厚度。

3.根据权利要求2所述的铣削刀具，其特征在于，这些切削刃(7a，7b，7c)在其整个切削高度上是以一种分层的方式重叠的、是在该刀具的一个直径平面中凸出的。

4.根据权利要求3所述的铣削刀具，其特征在于，这些切削刃(7a，7b，7c)是围绕该刀具的圆周规则地分布在多个相继的组中的以使形成至少两个相同组的刃，这些刃组中的在该刀具的旋转方向上看到的每个第一刃(7a)是一个粗加工刃，并且这些接下来的刃(7b，7c)是在径向方向上相继朝向外侧偏置的，以便渐进地机加工相同的材料厚度。

5.根据权利要求4所述的铣削刀具，其特征在于，其具有三个相同组的刃(7a，7b，7c)，这些刃组围绕该铣削刀具的圆周占据三个120°的区段。

6.根据权利要求4所述的铣削刀具，其特征在于，其具有四个相同组的刃(7a，7b，7c)，这些刃组围绕该铣削刀具的圆周占据四个90°的区段。

7.根据权利要求2至6之一所述的铣削刀具，其特征在于，每组刃(7a，7b，7c)具有至少三种类型的刃，这些刃对应地进行机加工工作的粗加工、一次半精加工、以及精加工。

8.根据权利要求2至6之一所述的铣削刀具，其特征在于，这些切削刃(7a，7b，7c)中的每一个分别对应于多个可移除的刀尖(6)中的一个，这些刀尖被插入到该刀具本体(1)的多个刀尖握持器夹头(4)中。

9.根据权利要求8所述的铣削刀具，其特征在于，这些刀尖(6)在这些夹头(4)上的位置是可调整的。