CN106061659A - 具有可拆卸式切削刀片的旋转式镗孔刀具以及用于机加工燃烧式发动机的气缸孔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有可拆卸式刀片(7)的旋转式镗孔刀具(1)，其包括一个旋转刀片载体主体(3)，该旋转刀片载体主体设有卡夹(4)，这些卡夹握持可拆卸式切削刀片(7，8，9)，这些可拆卸式切削刀片用于通过刀具在缸筒中的轴向运动而对缸筒进行机加工，其特征在于，其包括用于在有待机加工的材料中粗切削出凹槽的第一切削刀片、用于对由该第一刀片粗切削出的凹槽进行精加工的第二刀片、以及用于对由前两个刀片产生的粗糙材料进行平整的第三平整刀片。
Description
本发明涉及金属零件的镗孔的领域，更具体地涉及燃烧式发动机的气缸孔的精加工操作。
本发明的主题是一种具有可拆卸式刀片的旋转式镗孔刀具，其包括一个旋转式刀架主体，该旋转式刀架主体设有卡夹，这些卡夹固持可拆卸式切削刀片，这些刀片被设计成在筒中通过刀具的轴向移位来对圆柱筒进行机加工，以及一种使用此旋转式机加工刀具对燃烧式发动机壳体中的孔进行精加工的新方法。
本发明在机械零件的气缸孔的机加工和精加工中具有优选的但非排他性的应用，如内燃发动机的金属壳体气缸。
通常通过具有可拆卸式单齿或多齿刀片的刀具来进行这些操作，这些刀具被设计成用于在铸铁或铝中进行机加工或镗孔精加工操作。然后以带有专用于粗加工的一些刀片的和带有专用于精加工走刀的其他刀片的刀具的多次走刀来在铸铁套筒上执行粗切削、然后是精加工的操作。
公开文件DE 1 281 803已知的攻丝刀具设有一个单一可拆卸式切削刀片，该可拆卸式切削刀片具有三角形齿形状的第一切削棱脊，该可拆卸式切削刀片可以在有待攻丝的材料中挖出螺纹，随后跟着呈长形齿状的第二刨平棱脊。这种类型的刀片使其能够借助于刨平棱脊、通过将由切削棱脊产生的材料突峰整平而以单次刀具走刀攻出母螺纹。然而，这种被设计成产生用于螺纹螺钉的母螺纹的刀具对于发动机缸筒的机加工来说不够精准，这种加工涉及为对气缸的良好润滑而在金属中挖出的凹槽的非常精确的尺寸的依从性。事实上，需要被充分整平以限制摩擦的表面，而使其能够为使得空心凹槽的深度规整化而涂覆覆盖物。使用这个公开文件中描述的刀具不能获得这种表面状态，其单个刀片不会确保所需的精度水平。
本发明的目的是通过装备有可拆卸式刀片的刀具来提供凹槽，这些可拆卸式刀片尤其被安排成获得这种质量水平的表面状态，并且恰好符合缸筒的设计室所应用的尺寸。
为了这个目的提出的是该刀具包括能够在有待机加工的材料中粗切削出凹槽的第一切削刀片、用于对由第一刀片粗切削出的凹槽进行精加工的第二刀片、以及能够平整掉由前两个刀片产生的材料突峰的第三刨平刀片。
优选地，这三个刀片是围绕该刀具握持器主体呈台阶状安排的，以便例如相继穿入该材料。
在刀具的单次走刀的过程中，这种新式机加工方法同时执行凹槽的粗切削、凹槽的切削以及表面整平的操作，执行操作是由对应地针对这些操作中的各个操作所专用的刀片来执行的。
结合附图阅读对本发明的非限制性实施例的以下说明将更好地理解本发明，在附图中：
-图1是根据本发明的旋转式刀具的总体视图，
-图2是图1的仰视图，并且
-图3示出了这些刀片在该刀具上径向呈台阶状。
图1中的旋转式刀具呈标准刀架1的形式，其具有用于锁定在驱动机器(未表示)上的肩台2、以及刀架主体3。该刀具具有用于对切削刀片7、8、9进行喷洒以便使得它们冷却的内孔10。刀具握持器3支撑多个卡夹4或刀片握持棒(在所述的实例中是三个)。可从图2和图3中看到支撑三个不同的切削刀片(所谓的用于粗切削7、精加工8和刨平9的切削刀片)的卡夹或棒4。可以通过在图2中示出的调整螺钉6来调整卡夹4的位置，从而使之有可能调整各刀片的前导棱脊的切削角度。这些刀片是通过紧固螺钉11来在主体3上紧固在位的。
图3示出了粗切削刀片7在径向方向上相对于其他两个刀片略微凹回。这三个刀片7、8、9优选地是围绕刀具握持器3呈台阶状装配的，从而使得它们在刀具穿入有待机加工的材料过程中按粗切削、切削和精加工的顺序相继穿入。
这些刀片7、8、9具有中心通道孔12，该中心通道孔用于使其螺钉11紧固在卡夹4上。第一刀片7是所谓的三角形形式的“成槽”粗切削刀片，其可以在机加工的材料中挖出粗糙的凹槽。第二刀片8也是所谓的“成槽”刀片。其具有三角形形式的切削齿8a，其顶角□比第一刀片的切削角□窄，以例如穿入第一刀片打开的凹槽来执行对凹槽的精加工。最后，第三刀片9具有长形刀刃形式的扁平的刨平侧9a，在其走刀过程中，该扁平的刨平侧被设计成平整掉由在前的刀片在被大切削量加工的金属中产生的材料突峰。
对于本发明的前述应用而言，切削刀片8具有三角形的切削棱脊，其顶角在35°到40°之间，而刨平刀片9优选地具有菱形的形式。
刀片7、8、9的棱脊7a、8a、9a可由不同的材料制成，这取决于有待机加工的材料。它们(包括切削棱脊和刨平棱脊)可以全部由金属碳化物制成，并且优选地是由碳化钨制成，以便对钢进行机加工。为了对铸铁进行机加工，例如在缸筒套中，它们优选地由立方氮化硼(CBN)制成。铝的机加工需要用多晶金刚石(PCD)。
粗切削刀片7具有三个切削面，可以通过在主体3上转动刀片来相继使用这些切削面。切削刀片8具有两个面：可在其卡夹4上转动这些刀片来相继地使用它们的这两个切削棱脊。这些刀片的台阶形式的这种安排允许渐进地攻入所加工的材料，因而减小了每个刀片的切削力，并因此减小了其磨损。
如前所述，对发动机的孔的机加工需要多个操作，尤其是当它们是由不同材料构成时，即至少一个粗切削操作和精加工步骤，后面是刨平步骤。因而，当刀具载有单一类型的刀片时，就需要刀具多次走刀。另一方面，根据本发明，通过对应地具有针对每次走刀的、也就是针对粗机加工(粗切削)、精加工和刨平的多个专用的刀片，单次刀具走刀就足够了。
本发明因而使得有可能在尤其由铸铁或铝制成的气缸孔中的切削和平整过程中以刀具的单次走刀获得带有永久的表面状态的满意的“成槽”，因而确保了凹槽的粗切削、切削和整平及其刨平或“刨平”工作。一种使用所提出的旋转式机加工刀具对燃烧式发动机壳体中的气缸孔进行精加工的新方法因而在刀具的同一次走刀的过程同时执行了凹槽的粗切削、凹槽的切削以及表面整平的操作，这归功于针对这些操作中的各个操作所专用的不同的刀片7、8、9。已加工的表面于是使得有可能为使得空心凹槽的深度规整化而涂覆覆盖物。使用所提出的刀具在机加工表面应用这种工艺是用于最终获得所需的规整性的有效手段。
Claims (10)
1.一种具有可拆卸式刀片(7)的旋转式镗孔刀具(1)，包括一个旋转式刀架主体(3)，该旋转式刀架主体设有卡夹(4)，这些卡夹固持可拆卸式切削刀片(7，8，9)，这些刀片被设计成在筒中通过刀具的轴向移位来对圆柱筒进行机加工，其特征在于，其包括能够在有待机加工的材料中粗切削出凹槽的第一刀片(7)、用于对由第一刀片粗切削出的凹槽进行精加工的第二刀片(8)、以及能够平整掉由前两个刀片产生的材料突峰的第三刨平刀片(9)。
2.如权利要求1所述的旋转式镗孔刀具，其特征在于，这三个刀片(7，8，9)是围绕该刀具握持器主体(3)呈台阶状安排的，以便例如相继穿入该材料。
3.如权利要求1或2所述的旋转式镗孔刀具，其特征在于，该粗切削刀片(7)具有总体上三角形的形式。
4.如权利要求1、2或3所述的旋转式镗孔刀具，其特征在于，该第二刀片(8)具有一个三角形的切削棱脊，其顶角在35°到40°之间。
5.如以上权利要求中任一项所述的旋转式镗孔刀具，其特征在于，该刨平刀片(9)具有带有扁平切削棱脊(9a)的菱形的形式。
6.如以上权利要求之一所述的旋转式镗孔刀具，其特征在于，这些刀片(7，8，9)的切削棱脊(7a，8a，9a)是由金属碳化物制成的。
7.如权利要求1至5之一所述的可拆卸式切削刀片，其特征在于，这些切削棱脊(8a)是由立方氮化硼(CBN)制成的。
8.如权利要求1至5之一所述的可拆卸式切削刀片，其特征在于，这些切削棱脊(8a)是由多晶金刚石制成的。
9.一种使用如权利要求1至8之一所述的旋转式机加工刀具(1)对燃烧式发动机壳体中的气缸孔进行精加工的方法，其特征在于，在该刀具的同一次走刀过程中，该方法同时组合了对应地由刀片(7，8，9)执行的凹槽的粗切削、凹槽的切削以及表面整平的操作，这些刀片对应地是针对这些操作中的各操作所专用的。
10.如权利要求9所述的用于精加工的方法，其特征在于，已加工的表面使其能够为使得空心凹槽的深度规整化而涂覆覆盖物。
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