CN108500302A - 切割刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于金属的切割刀具(10)，所述切割刀具具有由金属制造的基体(12)，其中所述基体(12)利用增强材料(14)增强。所述切割刀具(10)可为铣削工具、车削工具、钻孔工具、螺纹切割刀具、拉削工具、旋转式拉削工具、铰孔工具、去毛刺工具、组合式工具和/或多功能工具。

Description

切割刀具
技术领域
本发明涉及一种用于金属的切割刀具，其具有由金属制造的基体。
背景技术
这样的切割刀具从现有技术中已知并且用于各种各样的应用。尤其地这样的切割刀具常常应用于切削加工由金属制成的构件。示例性的应用领域是汽车工业。
在设计切割刀具时必须始终在工具的机械性能尤其刚性和重量之间寻找折衷点。在此大且重的工具通常无法理想地操纵，例如只有在利用辅助器具的情况下才可运动。与此相反，非常轻的工具常常只具有小的刚性。
发明内容
本发明的任务在于，进一步改进开头提及的类型的切割刀具。在此应尤其创造轻的同时且具有高的刚性的切割刀具。
该任务通过开头提及的类型的切割刀具解决，对于该切割刀具而言基体利用增强材料进行增强。增强材料在此通常具有比用来制造基体的金属更小的密度。同时可借助于增强材料提高基体的刚性。因此这样的切割刀具整体上比从现有技术中已知的切割刀具更轻。同时刚性相比于现有技术保持基本上相同或甚至提高。这即使当增强材料本身的刚性小于基体材料的刚性时也可实现。为此增强材料必须布置在切割刀具的这样的区域中，即在该区域中增强材料的较低的刚性满足或超过刚性要求。由于重量小，这样的工具可轻松地操纵。例如可手动地使这样的工具运动。因此可例如放弃起重机或用于操纵切割刀具的其他辅助器具。这些优点例如对于专门构造成用于加工内燃机的曲轴的切割刀具而言可尤其凸显出来。
本发明的基本思想是，通过应用两种不同的材料使切割刀具的机械性能尽可能精确地与所要求的机械性能相匹配并且在此整体上节约重量。尤其地，在此比基体材料具有更小密度的增强材料应应用在这样的部位处，即在该部位处增强材料的机械性能接近所要求的机械性能。由此切割刀具整体上变得更轻。
根据一种优选的实施方式增强材料为纤维材料或铝材料，尤其碳纤维材料、玻璃纤维材料、天然纤维材料、陶瓷纤维材料和/或芳族聚酰胺纤维材料。同样可应用其它合适的纤维材料。由于纤维材料或铝材料的上文提及的更小的密度，因此可实现特别轻的同时足够坚硬的切割刀具。这尤其相比于来自现有技术的重量最优的纯钢工具适用，对于纯钢工具而言自一定的限度起重量降低始终伴随刚性降低。因此这样的工具的重量降低潜力基本上是得到充分发挥的。
有利地，基体由钢材制造。因此可借助于标准方法简单且成本适宜地制造基体。
在一种改进方案中，在基体处存在切割刀具的至少一个功能面，其中优选所有功能面存在于基体处。因此功能面并没有不同于已知的切割刀具的功能面，从而例如在可能的附加件和/或切割刀片方面，切割刀具的已知的模块性得以保持。在将切割刀具安装到机床中方面同样适用。
在此功能面可为针对机床的接触面，或用于切割刀片尤其用于转位式刀片的底座。因此根据本发明的切割刀具可顺利地应用在已知的机床中。同样，已知的切割刀片和/或转位式刀片可结合这样的切割刀具使用。
优选地，功能面不包括增强材料，尤其不包括纤维材料。因此功能面可利用已知且经证明可行的制造方法处理。在此可遵守惯常的尺寸公差、形状公差和位置公差以及已知的表面品质。
该切割刀具可包括一个或多个切割刀片尤其转位式刀片，其中切割刀片分别固定在布置在基体处的切割刀片存放架上。以该方式可创造在切割运行时尤其在切削运行时具有高效率的切割刀具。此外这样的工具具有高的使用寿命。
在一种实施方式中，增强材料在外侧施加到基体上并且固定在基体处。由此切割刀具的制造变得尤其简单且成本适宜。例如可首先制造基体并且然后施加纤维材料。对于铝材料用作增强材料的情况，可首先制造基体和由铝制成的增强部件。此后可将基体和增强部件相互连接起来，例如利用螺纹紧固件固定在一起。
此外在制造根据本发明的工具时，可借助于已知的方法由金属制造基体。相比于传统的切割刀具，这种基体在某种程度上可以说是减轻的或最小化的基体。对于纤维材料而言，可在基体处设置使得其布置简化的几何结构。例如这样的几何结构可为利用纤维材料填充的凹口。对于由铝制成的增强部件而言，同样可设置相应的靠放几何结构，简化增强部件相对于基体的定位。
切割刀具的基体可具有环盘的形状，该环盘在其至少一个端面处具有固定在端面上的增强材料。具有这种形状的切割刀具例如用于切削加工曲轴。切削在此在环盘的内周面或外周面处进行。因此实现了，这样的切割刀具的已知的功能性不会因通过借助于纤维材料或铝材料实现的增强而受限。
有利的是，切割刀具称重小于20kg，优选小于15kg。可手动地使这样的切割刀具运动，尤其可手动地将这样的切割刀具布置在机床中。因此更换工具相对来说简单。相比于更换需要起重机的工具更是如此。
该切割刀具的刚性可基本上相应于功能相同的、与其外形结构一致的、未增强的工具的刚性，其中未增强的工具优选地由钢制造。因此根据本发明的切割刀具无需以刚性为代价，便实现更轻这一优点。由此创造出这样的切割刀具，即在切削时该切割刀具的效率与功能相同的未增强的工具的效率一样大或比功能相同的未增强的工具的效率更大。这是因为，对于增强的切割刀具而言由于重量更小，也实现了更小的离心力和惯性力，从而相比于已知的工具能以更大的动力运动。此外可在机床的驱动器保持不变的情况下使增强的切割刀具以更高的速度和/或转速运动。
该切割刀具可为铣削工具、车削工具、钻孔工具、螺纹切割刀具、拉削工具、旋转式拉削工具、铰孔工具或去毛刺工具。因此该切割刀具可用于几乎所有类型的切削加工。在此该切割刀具可尤其为用于曲轴加工的内铣刀或外铣刀。此外该切割刀具可尤其用于对主轴承中的孔和油管路进行去毛刺。
此外该切割刀具可为组合式工具和/或多功能工具。由于该切割刀具整体上结构更轻，因此可行的是，将工具中的功能组合，这些功能在现有技术中尤其由于重量的原因不可组合。因此可创造功能范围得以扩大的切割刀具。
增强材料可闭合地呈环状围绕切割刀具的旋转轴进行延伸。在增强材料为铝材料的情况下，增强材料可例如以环形构件的形式存在。对于增强材料是纤维材料的情况，可应用相对长的纤维或纤维条。由此可结合小的重量实现尤其良好的机械性能，例如刚性。此外，该切割刀具对称地增强。通过这种对称，再结合切割刀具的轻的重量可实现尤其高的转速和由此尤其高的切削效能。
增强材料可具有环盘的形状，并且优选构造为与基体分离的增强部件，该增强部件与基体连接。因此增强部件可由铝材料或纤维材料平行于基体制造。在后续的步骤中将基体与增强部件连接起来。因此实现切割刀具的高效的制造。
附图说明
下面按照在附图中显示的实施例解释本发明。其中：
-图1以透视图显示了根据第一实施方式的根据本发明的切割刀具，
-图2显示了来自图1的切割刀具的细节图II，
-图3以透视图显示了根据第二实施方式的根据本发明的切割刀具的截段，
-图4以俯视图显示了来自图3的增强部件。
具体实施方式
图1显示了切割刀具10，具有由金属制造的基体12。
切割刀具在此为针对组合式端面和周缘加工的组合式工具，该组合式工具专门地构造成用于加工内燃机的曲轴。
但是同样地切割刀具10也可为铣削工具、车削工具、钻孔工具、螺纹切割刀具、拉削工具、旋转式拉削工具、铰孔工具、去毛刺工具和/或多功能工具。
切割刀具10的基体12利用增强材料14增强部件，该增强材料在所描述的实施方式中为纤维材料(参见图2)。
在此基体12具有环盘的形状，增强材料14固定在该环盘的一个端面处。另一端面不可见。当然增强材料14也可固定在该端面处。
增强材料14在此在外侧施加到基体12上并且固定在该基体处。
增强材料14在示出的实施例中闭合地环形地围绕切割刀具10的旋转轴A延伸。
基体12由钢材制造并且增强材料14为碳纤维材料。
备选地增强材料14可为玻璃纤维材料、天然纤维材料、陶瓷纤维材料和/或芳族聚酰胺纤维材料。基体12也可由任何其他的金属制造。
基体12包括第一功能面16a，该第一功能面构造为用于切割刀片18的底座，在此为转位式刀片存放架。
此外基体12包括第二功能面16b，该第二功能面广义上来说构造为针对未进一步示出的机床的接触面。
功能面16a，16b不包括增强材料14。
在示出的切割刀具10中示范性地设置有两个切割刀片18，这两个切割刀片在示出的实施方式中为转位式刀片。
切割刀片18固定在布置在基体12处的切割刀片存放架20处。但是出于视图清楚原因，并非所有切割刀片存放架20均被切割刀片18占用。
切割刀具10在示出的实施方式中称重小于15kg，并且具有基本上与功能相同的、与其外形结构一致的、未增强的完全由钢制造的工具的刚性相应的刚性。
图3和4显示了切割刀具10的第二实施方式，在该第二实施方式中增强材料14为铝材料。在下文中在此应仅仅讨论与第一实施方式的不同。
增强材料14在此具有环盘的形状并且构造为与基体12分离的增强部件22。
增强材料通过螺栓24与基体12连接。
现在不同于第一实施方式的是，功能面16b布置在增强部件22处，切割刀具10借助于该功能面与仅仅部分区段地示出的机床26连接。
就此而言还可看见旋转随动件28，通过该旋转随动件切割刀具10由机床驱动旋转。

Claims (13)

1.一种用于金属的切割刀具(10)，具有由金属制造的基体(12)，其特征在于，所述基体(12)利用增强材料(14)增强。
2.根据权利要求1所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述增强材料(14)为纤维材料或铝材料，尤其为碳纤维材料、玻璃纤维材料、天然纤维材料、陶瓷纤维材料和/或芳族聚酰胺纤维材料。
3.根据权利要求1或2所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述基体(12)由钢材制造。
4.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，在所述基体(12)处存在所述切割刀具(10)的至少一个功能面(16a，16b)，其中优选所有功能面(16a，16b)存在于所述基体(12)处。
5.根据权利要求4所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述功能面(16a，16b)是针对机床的接触面或用于切割刀片(18)尤其用于转位式刀片的底座。
6.根据权利要求4或5所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述功能面(16a，16b)不具有增强材料(14)，尤其不具有纤维材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述切割刀具包括一个或多个切割刀片(18)尤其转位式刀片，其中所述切割刀片(18)分别固定在布置在所述基体(12)处的切割刀片存放架(20)处。
8.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述增强材料(14)在外侧施加到所述基体(12)上并且固定到所述基体处。
9.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述基体(12)具有环盘的形状，该环盘在其至少一个端面处具有固定在这一端面上的增强材料(14)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述切割刀具为铣削工具、车削工具、钻孔工具、螺纹切割刀具、拉削工具、旋转式拉削工具、铰孔工具或去毛刺工具。
11.根据权利要求中1至9中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述切割刀具为组合式工具和/或多功能工具。
12.根据前述权利要求中任一项所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述增强材料(14)闭合地呈环状围绕所述切割刀具(10)的旋转轴(A)延伸。
13.根据权利要求12所述的切割刀具(10)，其特征在于，所述增强材料(14)具有环盘的形状并且优选构造为与所述基体(12)分离的增强部件(22)，所述增强部件与所述基体(12)连接。
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