CN103796783A - 扩孔刀具和用于微调机构、特别是扩孔刀具中的微调机构的调整螺钉 - Google Patents

Abstract

扩孔刀具（2）包括一条旋转轴线（6）、具有多个沿周向安排的切削镶片（12）的一个刀具主体（4）以及与每个切削镶片（12）相关联的一个微调机构，所述微调机构包括一个调整螺钉（24），该调整螺钉具有作用于该切削镶片（12）上以进行微调的一个锥形部分（32），该锥形部分（32）被安排在一个第一与一个第二圆柱形引导部分（30a，30b）之间。这两个引导部分（30a，30b）确保了该调整螺钉（24）的高精度引导。

Description

扩孔刀具和用于微调机构、特别是扩孔刀具中的微调机构的调整螺钉

技术领域

本发明涉及一种扩孔刀具，该扩孔刀具包括一条旋转轴线并且具有一个刀具主体，该刀具主体带有多个环圆周地安排的切削镶片并且具有被指派给每个特定的切削镶片的一个微调机构，所述微调机构包括一个调整螺钉，该调整螺钉具有作用于该切削镶片上以进行微调的一个锥形部分。本发明进一步涉及一种调整螺钉、特别是用于此类扩孔刀具的调整螺钉。

背景技术

例如，从US3,286,557中可以了解到这种类型的扩孔刀具。扩孔刀具一般用于对钻孔进行高精度机加工。在扩孔刀具具有可交换切削镶片的情况下，这些单独的切削镶片的高精度径向微调，即，标称直径的高精度调整是必要的。

在US3,286,557中，提供了两个在其末端处包括一个锥形部分的调整螺钉以对切削刀片进行径向微调。该锥形部分与该切削刀片相互作用。当该调整螺钉由于锥形的构型而被拧入时，该切削刀片在径向方向上移位以进行微调。

除了配备有切削镶片的此类扩孔刀具之外，具有焊入式切削镶片的扩孔刀具也是已知的。为了延长使用寿命，此类扩孔刀具配备有一个（硬质材料）涂层以便增大表面硬度。然而，在此情况下，出现的问题是，由于该涂覆过程中出现的高温造成的这些切削镶片的位置变化可能因为焊料的软化而出现。

发明内容

针对这种背景，本发明是基于允许在扩孔刀具中获得改善的微调这一目的。

根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的一种扩孔刀具实现的。对高精度的、特别是径向的微调而言，提供的是将该锥形部分安排在一个第一与一个第二圆柱形引导部分之间。

因此，该锥形部分借助于这两个圆柱形引导部分以一种高度精确的方式沿着螺钉纵向轴线被引导。由于该锥形部分的这种双侧引导，允许进行高精度微调，而这不受到例如该锥形部分的弹性屈服的影响。在此情况下这些引导部分具有足够的轴向长度并且是例如相同大小的或不同大小的。

优选地，在该刀具主体中以对应于这些引导部分的方式提供了多个引导孔，这些引导部分通过精确的配合并且无游隙地以滑动方式在所述引导孔中被引导，特别地使得它们不与切削镶片相接触。仅有该锥形部分可操作地直接或间接地连接至该切削镶片上，以便使该切削镶片在径向方向上按照所希望的进行移动。在此情况下这些引导孔在大致轴向方向上、即在旋转轴线的方向上被引入该刀具主体的端侧中。由于这些引导部分与这些引导孔的高度精确的相互作用，该调整螺钉整体被安装成无间隙并且是以滑动的方式安装的，这样确保了高精度微调。

这些切削镶片在此情况下优选地由碳化物形成或形成为烧结材料和/或配有金刚石或CBN、或处于金属陶瓷的形式。该刀具主体本身是例如由一种合适的工具钢制成的。这些切削镶片优选地配备有一个合适的涂层以便增大表面硬度。优选地，仅这些切削镶片被涂覆，而该刀具主体不被涂覆。

优选地，该调整螺钉包括一个螺钉头部，该螺钉头部以其侧表面形成该第一圆柱形引导部分。

优选地，该螺钉头部在此情况下具有最大直径。特别地，该锥形部分直接邻接该螺钉头部并且在螺钉轴线的方向上变窄。

适宜地，在该锥形部分之后、其窄端处的这个第二圆柱形引导部分具有比该锥形部分的窄端处更小的直径。具体而言，该第二圆柱形引导部分相对于该锥形部分的窄端径向地向后设置。替代地，该第二圆柱形引导部分具有与该锥形部分的窄端处相同的直径。

另外，适宜地提供的是将一个环形沟槽安排在该锥形部分的下部窄端与该第二引导部分之间。

该第二圆柱形引导部分优选地与一个螺纹、特别是细螺纹邻接，同样在其间安排了一个环形沟槽，该细螺纹与该刀具主体中的对应的匹配螺纹相互作用。

在有利的实施例中，该调整螺钉是以一件式形成的并且因此不是由多个部件组装而成。这允许获得该调整螺钉的高精度构型。

在此情况下该锥形部分适宜地限定了一个锥角，该锥角大致在从1°至6°的范围内。这个小锥角允许进行非常细微的径向调整，特别地还与该细螺纹相互作用。

适宜地，该调整螺钉此外是以相对于该旋转轴线以一个倾角倾斜的方式安排的。在此情况下，该倾角优选地处于从0°至5°的范围内并且特别地处于从0.5°至大约1°的范围内。在此情况下，螺钉纵向轴线被定位在一个径向平面内，该径向平面是由该旋转轴线和该旋转轴线的法向所限定的。

由于这种倾斜，进一步改善了微调能力。该细螺纹、锥角以及螺钉纵向轴线的倾角以一种方式相互作用而允许获得所希望的（径向）调整行程。在此情况下，整个（径向）调整范围优选地处于0.05与0.1mm之间的范围内。原则上，也可以设定其他调整范围。

适宜地，在此情况下提供的是在该调整螺钉的每转中实现从仅0.005至0.015mm范围内的径向调整行程。因此总体上可以实现高精度的微调。径向调整行程被理解为是指该切削镶片的切削刃相对于该旋转轴线在径向方向上的移位。

在一个优选的构型中，该螺钉纵向轴线是背离该旋转轴线、从该螺钉头部开始倾斜的，并且因此该螺钉纵向轴线随着距该刀具主体的端侧的距离增加而变得离该旋转轴线更远。由于这一措施，该螺钉头部并且因此该第一圆柱形引导表面就像是背离该切削镶片倾斜的，并且因此甚至在进行调整的情况下、即在将该调整螺钉拧入的过程中，也可靠地避免了该螺钉头部与切削镶片的接触。仅有的接触是通过该锥形部分发生。

优选地，在此情况下该锥形部分直接抵靠在该切削镶片上。原则上，如果该切削镶片例如被安排在一个盒中，间接作用在该切削镶片上的构型也是可能的。

为了固定该切削镶片的轴向位置，在一个有利发展中提供了一个另外的调整元件、特别是一个定位销。所述定位销被引入该刀具主体中的一个对应的径向孔中。作为该定位销的替代物，也可以使用调整螺钉进行轴向调整，特别是在所描述的构型中，例如用于径向微调。作为该另外的调整元件的替代物，该刀片座是例如借助于侵蚀方法以一种足够高精度的方式形成的。在此情况下，省却了该另外的调整元件，即一个额外的轴向停止件。

为了可靠地将该切削镶片在该刀具主体中，在一个优选的构型中所述切削镶片借助于一个夹紧楔而在圆周方向上被按压在一个刀片座上。适宜地，在此情况下提供的是通过该夹紧楔以一种形状配合的方式该切削镶片。因此，在该切削镶片与该夹紧楔之间在轴向方向上形成了形状配合。为了实现这点，特别提供的是将该切削镶片至少在面向该夹紧楔的一侧上以成角的方式形成，这样使得该切削镶片接合在该夹紧楔后方、特别是其一个楔入侧。

附图说明

在下文中通过参考附图对一个示例性实施例进行更详细地解释，在附图中：

图1示出了一个扩孔刀具的透视图，

图2示出了根据图1的扩孔刀具的端侧区域的放大视图，

图3示出了一个调整螺钉的侧视图，

图4示出了根据图1的扩孔刀具的刀具主体（没有调整螺钉、切削镶片并且没有夹紧楔）的一个端视图，并且

图5示出了根据图4的截面A-A放大两倍后的局部展示。

在这些图中，具有相同作用的部分带有相同的参考标记。

具体实施方式

在该示例性实施例中，扩孔刀具2包括沿着一条旋转轴线6延伸的一个刀具主体4。在其后端处，该扩孔刀具具有一个联接件8，用于可逆地紧固到一个机床的主轴上。在该示例性实施例中，该刀具主体4在其前端处具有一个刀具头部10，该刀具头部具有一个平坦的端面。在该端面的区域中，多个处于可交换切削刀片形式的切削镶片12环圆周地被插入该刀具主体4的对应凹陷中。这些切削镶片12在径向方向上和轴向方向上均突出超过了该刀具主体4并且因此在周向上并且在该端侧上形成了多个切削唇缘。在此情况下，这些切削镶片12借助于一个夹紧楔14而在圆周方向上被按压在一个刀片座16上。在该示例性实施例中，在旋转轴线的方向上，这些切削镶片12与一个沟槽18邻接，该沟槽相对于该旋转轴线6以直线的方式延伸。

在该示例性实施例中，该切削镶片12的精确轴向位置（即，该切削镶片12的端侧切削唇缘的精确定位）是借助于一个定位销20而固定的，各个定位销在径向方向上被引入该主体中的对应定位孔22（参照图5）中。

径向方向上的微调是通过一个特别设计的调整螺钉24来进行，可以借助于适合的工具从该端侧来致动该调整螺钉。

该调整螺钉24的具体构型特别在图3中是明显的。根据所述图，该调整螺钉24在螺钉纵向轴线26的方向上延伸。该调整螺钉24在其顶端处具有一个螺钉头部28，该螺钉头部具有限定了一个第一圆柱形引导表面30a的一个圆柱形侧表面。在该第一圆柱形引导表面30a的区域中，该调整螺钉24具有其最大直径d1。一个锥形部分32直接邻接该第一圆柱形引导表面30a。在此情况下该锥形部分32具有一个锥角α，该锥角优选地在1°与6°之间的范围内。该锥形部分32在其顶端处具有与该第一圆柱形引导表面30a相同的外径。该锥形部分32变窄至直径d2。

在该示例性实施例中，在继续提供一个第二圆柱形引导表面30b之前，该锥形部分32首先与一个环形凹槽邻接。该第二圆柱形引导表面具有一个直径d3，在该实施例中该直径小于在该锥形部分32的窄端处的直径d2。

一个另外的环形凹槽最后在该调整螺钉24的底端处邻接一个螺纹部分34，该螺纹部分具有特别地被配置成细螺纹的一种螺纹36。

特别从图5中清楚的是，该刀具主体是以一种对应于该调整螺钉24的方式形成的并且具有一个第一顶部引导孔38a以及一个第二底部引导孔38b。在该示例性实施例中，这些孔具有一条共同的中心轴线。可以看出，该第一顶部引导孔38a沿着一个比较长的长度、特别地沿着该刀具主体4中的接收座的整个长度延伸，该切削镶片12被插在该接收座中。因此，引导表面38a延伸跨越了比该圆柱形引导表面30a大得多的轴向范围。相应地，该锥形部分32也位于该第一上部引导孔38a内，但所述锥形部分32不与该第一引导孔38a相接触。

在该底部引导孔38b之后，结合了另外的内螺纹（未在图5中详细示出）。另外，可以在图5中清晰地看出在圆周方向上安排的刀片座16，在形成该定位孔22之前，所述刀片座16在该旋转轴线的方向上邻接一个下切口40。

尤其从图2的放大图示中可以得知，对应的切削镶片12是借助于该夹紧镶片14被按压在该刀片座16上。该夹紧楔14在此情况下通过一个螺钉在径向方向上被紧固在该刀具主体4上。该夹紧楔14在此情况下具有多个相反的楔入表面。通过一个楔入表面，该夹紧楔14抵靠在该刀具主体4的一个对应楔入表面上。当该夹紧楔14被紧固时，作用于圆周方向上的夹紧力因此被施加到该切削镶片12上。

除了该夹紧力之外，为了确保该切削镶片12被固定，该切削镶片12同样在其（朝向该旋转轴线6径向地向内定向的）底部中具有一个楔入表面并且因此在此程度上是以一种成角的方式形成。因此，在该夹紧楔14的这一个楔入表面与该切削镶片12的底部子区域之间形成了一个后接合装置。因此，作为一个整体，该切削镶片12借助于该夹紧楔14在径向方向上以一种形状配合的方式被保持。因此，该切削镶片12甚至在被加载时仍可靠地被保持在所希望的位置。

为了进行径向微调而言，调整该调整螺钉。在该过程中，该锥形部分32沿着该切削镶片12的后端侧滑动并且使该切削镶片在径向方向上移位至该所希望的位置中。在这个位置中，该切削镶片被该夹紧楔14固定以防止脱落。由于所选定的构型具有该成角的切削镶片，一个作用于径向方向上的力通过该成角的表面并且同时通过该夹紧楔14被施加到该切削镶片12上，这样使得所述切削镶片12被按压在该锥形部分32上并且确保了高度精确的、无游隙的对接。

如从图5中可以另外得出，引入该刀具主体4中的、用于该调整螺钉24的这个孔的孔轴线42是相对于该旋转轴线6以一个倾角β倾斜的方式安排的。该倾角β在此情况下优选地处于0°与5°之间的范围内并且特别是在0.5°与1°之间的范围内。从图5可以得出，孔轴线42被定向成使得它与旋转轴线6的距离从该刀具主体4的端侧开始增加。

孔轴线42的倾角、锥角α和细螺纹是彼此协调的而使得，在该调整螺钉24转一圈（经过360°）的过程中，引起了仅在从0.005至0.015mm范围内的径向调整行程。作为一个整体，这允许获得对该切削镶片12进行高精度并且非常细微的调整的能力。

Claims (14)

1.一种扩孔刀具（2），该扩孔刀具包括一条旋转轴线（6）、具有一个刀具主体（4），该刀具主体带有多个环圆周地安排的切削镶片（12）并且具有被指派给每个特定的切削镶片（12）的一个微调机构，所述微调机构包括一个调整螺钉（24），该调整螺钉具有作用于该切削镶片（12）上以进行微调的一个锥形部分（32），其特征在于，该锥形部分（32）被安排在一个第一与一个第二圆柱形引导部分（30a，b）之间。

2.如权利要求1所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该调整螺钉（24）具有形成该第一圆柱形引导部分（30a）的一个螺钉头部（28）。

3.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该第二圆柱形引导部分（30b）具有小于该锥形部分（32）的一个直径（d3）。

4.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，一个螺纹（36）邻接了该第二引导部分（30b）。

5.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该调整螺钉（24）是以一件式形成的。

6.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该锥形部分（32）限定了一个锥角（α），该锥角大致在从1°至6°的范围内。

7.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该调整螺钉（24）具有一条螺钉纵向轴线（26），该螺钉纵向轴线被定位在一个径向平面内并且是相对于该旋转轴线（6）以一个倾角（β）倾斜的方式安排的，该倾角特别地位于从0.5°至5°的范围内。

8.如以上权利要求7所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该螺钉纵向轴线（26）是背离该旋转轴线（6）、从该螺钉头部（28）开始倾斜的。

9.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，在该调整螺钉（24）转一圈的过程中实现了从0.005至0.015mm范围内的调整行程。

10.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该锥形部分（32）直接抵靠在该切削镶片（12）上。

11.如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2），其特征在于，为了固定该切削镶片（12）的轴向位置，提供了一个另外的调整元件、特别是一个定位销（20）。

12.如以上权利要求之一所述的旋转切削刀具（2），其特征在于，该切削镶片（12）借助于一个夹紧元件、特别是一个夹紧楔（14）而在该圆周方向上被按压在一个刀片座（16）上。

13.如权利要求12所述的扩孔刀具（2），其特征在于，该切削镶片（12）以一种形状配合的方式被该夹紧楔（14）保持。

14.一种用于微调机构的、特别是用于如以上权利要求之一所述的扩孔刀具（2）的调整螺钉（24），该调整螺钉包括一个锥形部分（32），该锥形部分被安排在一个第一与一个第二圆柱形引导部分（30a，30b）之间。

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