CN108883475B - 镗孔刀具 - Google Patents

Abstract

镗孔刀具包括可围绕中心旋转轴线(C)旋转的刀具主体(2)。滑动构件(5)在所述刀具主体内沿着横向于所述旋转轴线(C)延伸的路径(P)以可移动的方式布置。刀片槽与所述滑动构件相关联，以随其移动并且被构造用以接纳具有切削刃的切削刀片(9)，并且该切削刀片从所述刀具主体横向于所述旋转轴线(C)突出。马达构件(12)连接到所述滑动构件并且可控制，用以使所述滑动构件横向于所述旋转轴线(C)移动，用于改变所述切削刃(11)到所述旋转轴线(C)的距离。所述马达构件(12)与所述滑动构件一起被布置在所述刀具主体内部，处于在所述刀具主体的前端处的切削部分(14)中。所述马达构件沿着所述路径与所述滑动构件的横向延伸平行地布置。

Description

镗孔刀具

技术领域

本发明涉及一种镗孔刀具，包括：

·刀具主体，所述刀具主体包括前端和后端，在所述前端和后端之间延伸有中心旋转轴线，刀具主体能够围绕该中心旋转轴线在旋转方向上旋转，

·滑动构件，所述滑动构件在刀具主体内部沿着横向于所述旋转轴线延伸的路径以可移动的方式布置，

·刀片槽，所述刀片槽与滑动构件相关联，以与滑动构件一起移动并且被构造用以通过紧固构件接纳要在所述刀片槽中固定的切削刀片，所述切削刀片具有切削刃并且从刀具主体横向于所述旋转轴线突出，

·马达构件，所述马达构件连接到滑动构件并且可控制，使滑动构件横向于所述旋转轴线移动，用于改变切削刀片的切削刃到所述旋转轴线的距离，并且以此改变当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径，以及

·控制单元，所述控制单元被构造用以控制马达构件，以移动滑动构件。

这种镗孔刀具用于通过旋转设有一个或多个切削刀片的刀具主体来执行扩大已经存在的孔的加工工艺。通常执行该工艺以实现精确的尺寸、紧密的公差或特定的表面光洁度。典型的镗孔刀具主体通常设置有沿径向可调整的切削刃，该切削刃能够实现可变的切削直径以及补偿切削刀片的磨损的可能性。

传统上，通过镗孔动作而获得的孔的直径的调整是由机床操作人员手动完成的，例如，通过转动刀具主体上的调整螺钉。在生产率是至关重要的环境中，镗孔刀具的手动调整过程被认为是耗时的，并且因此是不合要求的。这种调整需要操作人员在物理上停止加工操作并接触镗孔刀具。

为此，已经建议通过为镗孔刀具提供马达构件来调整所述直径，所述马达是可控制的，以使滑动构件横向于刀具主体的旋转轴线移动，用于改变切削刀片的切削刃到该旋转轴线的距离。“横向”在这里不应被解释为“垂直”(尽管在大多数情况下这是优选的)，而是在改变切削刀片的切削刃到旋转轴线的距离的方向上的可移动性，并且以此改变当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径。为镗孔刀具提供这种马达构件消除了操作人员在物理上进入机床或从机床移除镗孔刀具以调整刀具直径的需要。这意味着镗孔刀具的调整过程会快得多、更坚固耐用且更安全。

背景技术

EP 2 095 897 B1公开了一种在介绍中限定的类型的镗孔刀具。马达构件在该刀具中的布置使其可以横向于刀具主体的旋转轴线移动刀具的切削刀片，用于针对切削刀片的磨损进行校正，但是不能对当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径进行任何大的调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种在介绍中限定的类型的镗孔刀具，其至少在某一方面相对于已知的这种镗孔刀具得到改进。

根据本发明，该目的是通过提供这种镗孔刀具而实现的，所述镗孔刀具带有在本发明中列出的特征。

通过将刀具主体内的马达构件与处在刀具主体的切削部分中的滑动构件一起被布置在刀具主体的前端并且该马达构件与滑动构件的横向延伸沿着所述路径平行地布置，马达构件与滑动构件在刀具主体内部的布置可以非常紧凑，同时依然为当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径的大的调整提供可能性。马达构件与所述横向延伸平行地布置在此表示所述马达构件在该横向延伸旁边并且沿着该横向延伸，并且马达也可以具有与所述路径重合的部分，例如通过以共轴的方式相对于限定所述路径的理论轴线布置马达构件。尽管马达构件被布置在刀具主体内部并且处于刀具主体的切削部分中，但是马达构件相对于滑动构件的这种布置使得滑动构件能够沿着所述路径进行相当大的运动。

根据本发明的一个实施例，滑动构件能够通过马达构件的动作沿着所述路径在两个端部位置之间移动，其对应于最外端位置处的一个所述镗孔半径，所述最外端位置处的所述镗孔半径超过最内端位置处的镗孔半径至少10％、10％-60％、20％-50％或30％-50％。通过提供使半径调整10％的可能性，其中所述半径是当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径，可以使具有相同的刀具主体的相同的镗孔刀具用于提供具有很大不同的直径的孔，这使得可以节约时间并且以此节约更换镗孔刀具和/或刀具主体的需求的成本，所述更换镗孔刀具和/或刀具主体的需求是由于所要镗孔的孔的直径的每次改变而产生的。所述镗孔半径的可调整性超过60％将导致需要复杂的传动装置和/或将马达构件连接到滑动构件的构件的设计，使得镗孔刀具不太简单和坚固耐用。

根据本发明的一个实施例，控制单元包括微型控制器，微型控制器被布置在刀具主体内部，处于刀具主体的所述切削部分中。控制单元在切削部分中的布置有助于使得用于获得半径调整的系统紧凑，所述半径是当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径。

根据本发明的实施例，微型控制器被构造用以与位于刀具主体外部的设备通信，以便接收将通过刀具主体的旋转而实现的镗孔直径的设定值，并且用以控制马达构件，以移动滑动构件到与该镗孔直径的设定值所对应的位置。这使得通过操作人员或者甚至通过合适的软件自动地将来自所述设备的命令发送到位于刀具主体内部的微型控制器中来执行所述调整是容易且舒适的。

根据本发明的实施例，微型控制器被构造用以通过无线通信与所述设备通信。这种通信装置可以例如使用低能量(LE)蓝牙协议，用于将数据从所述设备传输到微型控制器。该设备可以例如是PC、智能手机或平板电脑。无线通信装置使操作镗孔刀具变得容易，因为不用必须考虑将所述设备与刀具主体的内部连接起来的电缆。

根据本发明的一个实施例，镗孔刀具包括能量存储构件，例如电池，所述能量存储构件被布置在刀具主体内部并被连接，以向微型控制器的功能和马达提供电能。该特征意味着不必将来自外部电源的电缆连接到刀具主体的内部，这使得镗孔刀具的操作不太复杂。

根据本发明的一个实施例，镗孔刀具还包括传感器，所述传感器被布置在刀具主体内部并且被构造用以感测滑动构件相对于刀具主体的固定部分的位置，从而提供所述滑动构件沿着所述路径的位置的证据，以及将所感测到的关于位置的信息发送到控制单元，并且控制单元被构造用以将所感测到的位置的值与为所要设置的镗孔半径而要达到的位置值进行比较，并控制马达构件，以移动滑块构件，以便使这两个位置值达到一致。这使得半径的调整能够获得高分辨率，所述半径是当通过刀具主体的旋转进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径，所述半径的调整的高分辨率例如在约0.5μm或者甚至更精细。因此，使这样的传感器沿着所述路径测量滑动构件的实际位置使得能够提高真实性并且在一些情况下还提高了相对于测量布置的准确度，该测量布置基于测量由引起滑动构件的移动的马达轴进行的旋转次数。

根据本发明的实施例，马达构件被构造用以驱动马达构件的构件旋转或执行线性平移运动，以便移动滑动构件。这些是马达构件的合适的操作方式。

根据本发明的一个实施例，马达构件被构造用以通过使螺纹构件旋转来引起滑动构件的移动，所述螺纹构件与滑动构件的螺纹、与被设置用以和滑动构件一起移动的构件的螺纹或者与相对于刀具主体固定的构件的螺纹接合。这种用于获得从马达构件到滑动构件的运动传递的构件的设计将通过简单的手段获得高的精确度。

根据本发明的一个实施例，滑动构件是中空的，并且马达构件被布置在滑动构件内部，这导致滑动构件和马达构件的非常紧凑的组合，所述非常紧凑的组合在刀具主体的切削部分内需要很小的空间，同时仍然获得执行大的调整的可能性。

根据本发明的一个实施例，马达构件被布置在中空的螺钉内部，其中外螺纹与固定到滑动构件的构件的内螺纹接合，并且马达构件被构造用以使所述螺钉旋转，以便移动所述螺钉并以此沿着所述路径移动滑动构件。这构成了实现马达构件和滑动构件的紧凑布置的同时提供所述大的调整的简单方式。

根据本发明的一个实施例，马达构件被布置在滑动构件旁边，处在围绕滑动构件的扩大的周界内。这构成了另一种在刀具主体内部获得马达构件和滑动构件的组合的紧凑设计并且仍然可以获得所述大的调整的可能性。

根据本发明的一个实施例，马达构件被构造用以驱动马达构件的一部分，以围绕与所述路径平行延伸的旋转轴线旋转。马达构件的这种布置使得易于将来自所述马达构件的可移动部件的运动传递到滑动构件，通过根据本发明的一个实施例，所述运动的传递可以通过将马达构件构造成使与另一个齿轮接合的齿轮旋转，以便使与另一个螺纹构件接合的螺纹构件旋转，其中这些螺纹构件中的一个螺纹构件连接到滑动构件，以便通过所述齿轮的旋转引起滑动构件沿着所述路径的移动。

从下面的描述中看出本发明的其它有利特征以及优点。

附图说明

参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的具体描述。

在图中：

图1是根据本发明第一实施例的镗孔刀具的简化局部剖视图，其中镗孔刀具的刀片位于与最小镗孔半径相对应的位置，

图2是图1中所示刀具的视图，其中所述刀片位于对应于较大镗孔半径的位置，

图3是图1和图2中所示的镗孔刀具的简化立体图，其用于说明所述镗孔刀具的操作，

图4是根据本发明第二实施例的镗孔刀具的与图1的视图相对应的视图，以及

图5是图4中所示的实施例中的马达构件、滑动构件和作用在它们之间的传动装置的放大视图。

具体实施方式

根据本发明第一实施例的镗孔刀具1在图1至图3中示出，并且当现在描述镗孔刀具的设计时并行参考这些图。镗孔刀具具有刀具主体2，该刀具主体2包括前端3和后端4，在该前端3和后端4之间延伸有中心旋转轴线C，围绕该旋转轴线C，刀具主体可沿旋转方向R旋转。滑动构件5以可移动的方式在刀具主体内部沿着路径P(参见图1中的虚线)布置，该路径P横向于旋转轴线C延伸，同时垂直于旋转轴线C。刀片槽6(参见图3)与滑动构件相关联，以通过被布置到由螺钉8固定到滑动构件5的部件7上而与滑动构件一起移动。刀片槽被构造用以接纳将由紧固构件10固定到该刀片槽中的切削刀片9。切削刀片具有切削刃11并且从刀具本体横向于刀具主体的旋转轴线C突出，以便在刀具本体围绕旋转轴线C旋转时在工件上的孔的孔壁上执行镗孔动作。

电动马达形式的马达构件12被布置在滑动构件内部，该滑动构件处在刀具主体的前端3处的切削部分14中，通过具有空腔13而是中空的。马达构件12被构造用以使轴15旋转，该轴15相对于所述路径P同轴地布置并且被固定到中空螺钉16，马达构件12被布置在该中空螺钉16内部。

中空螺钉16具有外螺纹17，该外螺纹17与相对于滑动构件5固定的螺帽19的内螺纹18接合。因此，通过马达构件的运转使轴15旋转引起中空螺钉16的旋转将引起在横向于刀具主体的旋转轴线C的方向上移动滑动构件5，该滑动构件5的移动是通过在螺帽19中的中空螺钉16的转动来实现的。切削刀片9的切削刃11到旋转轴线C的距离和以此在进行镗孔时通过刀具主体的旋转在工件的孔中所要产生的半径可以通过这种移动来调整。图1示出了滑动构件的最内端位置，而图2示出了滑动构件的几乎最外端位置，其导致所述半径超过根据图1的刀具的半径大约25％。

镗孔刀具还具有以微型控制器20为形式的控制单元，该控制单元被布置刀具主体内部，处在刀具主体的切削部分14内，并且该微型控制器被构造用以控制马达构件，以移动滑动构件。微型控制器被构造成与设备21(这里是笔记本电脑)通信，该设备21位于刀具主体的外部，以便接收将通过刀具主体的旋转来实现的镗孔直径的设定值并且控制马达构件，以移动滑动构件到与该镗孔直径的设定值所对应的位置。微型控制器20被构造用以通过无线通信装置，例如通过低能量(LE)蓝牙协议，与这样的外部设备通信，该外部设备也可以是例如智能电话或平板电脑。电池22被布置在刀具主体内部并且被连接，以向微型控制器20的功能、马达构件以及还有传感器23提供电能，该传感器23在图2中示意性地示出，其被布置在刀具主体内部并且被构造用以感测滑动构件5相对于刀具主体的固定部分的位置，从而提供滑动构件沿着所述路径P的位置的证据，并且用以将所感测到的关于位置的信息发送到微型控制器20。微型控制器被构造用以将所感测到的位置的值与所要获得的位置值进行比较，所述所要获得的位置值是为了根据从外部设备21接收到的指令设置的镗孔半径而要获得的位置值，并控制马达构件，以移动滑动构件，以使这两个位置值达到一致。集成这种测量滑动构件的实际位置的传感器23使得对于镗孔刀具的镗孔直径的大的调整也可以获得高精度。

图4和图5例示了根据本发明的第二实施例的镗孔刀具，并且该镗孔刀具的与第一实施例中的部件一致的部件已经设置有相同的并带有小撇的附图标记。在该实施例中，马达构件12'被布置在滑动构件5'旁边，处在围绕滑动构件的扩大的周界之内，并且被构造用以驱动以轴15'为形式的马达构件的部分，以围绕平行于所述路径P延伸的旋转轴线A旋转。马达构件被构造用以使与另一齿轮25接合的齿轮24旋转，从而使形式为滚珠丝杠26的螺纹构件旋转，该滚珠丝杠26与形式为滚珠螺帽27的另一螺纹构件接合，该滚珠螺帽27相对于滑块件5'固定。因此，滚珠丝杠26的旋转将引起滑动构件5'沿着所述路径P移动，用于改变切削刀片9'的切削刃11'到镗孔刀具的旋转轴线C的距离，并且以此改变当通过刀具主体的旋转而进行镗孔时在工件的孔中所要产生的半径。

当然，本发明不限于本发明的上述实施例，而是在不偏离如所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，许多对于本发明的修改的可能性对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

在上述实施例中，马达构件是旋转电动马达，但是它可以是任何可想到的类型，例如线性平移类型。

Claims (14)

1.一种镗孔刀具，包括

·刀具主体(2、2')，所述刀具主体包括前端(3)和后端(4)，在所述前端和所述后端之间延伸有中心旋转轴线(C)，所述刀具主体能够沿着旋转方向(R)围绕所述中心旋转轴线(C)旋转，

·滑动构件(5、5')，所述滑动构件在所述刀具主体内沿着横向于所述旋转轴线延伸的路径(P)以可移动的方式布置，

·刀片槽(6)，所述刀片槽与所述滑动构件相关联，以与所述滑动构件一起移动并且被构造用以通过紧固构件(10)接纳将在所述刀片槽中固定的切削刀片(9、9’)，所述切削刀片具有切削刃(11、11’)并且从所述刀具主体横向于所述旋转轴线突出，

·马达构件(12、12')，所述马达构件连接到所述滑动构件(5、5')并且可控制，以使所述滑动构件横向于所述旋转轴线移动，用于改变所述切削刀片的所述切削刃(11、11')到所述旋转轴线的距离，并且以此改变当通过所述刀具主体的旋转而进行镗孔时在工件的孔中所要产生的镗孔半径，以及

·控制单元，所述控制单元被构造用以控制所述马达构件，以移动所述滑动构件(5、5')，

其特征在于，所述马达构件(12、12')与所述滑动构件(5、5')一起被布置在所述刀具主体内部，处于位于所述前端处的切削部分(14)中，所述马达构件沿所述路径(P)与所述滑动构件(5、5')的所述横向延伸平行地布置，并且所述滑动构件(5)是中空的，并且所述马达构件(12)被布置在所述滑动构件内部。

2.根据权利要求1所述的镗孔刀具，其特征在于，所述滑动构件(5、5')能够通过所述马达构件(12、12')的动作沿着所述路径(P)在两个端部位置之间移动，其对应于最外端位置处的一个所述镗孔半径，所述最外端位置处的所述镗孔半径超过最内端位置处的镗孔半径至少10％。

3.根据权利要求1或2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述控制单元包括微型控制器(20)，所述微型控制器被布置在所述刀具主体内部，处于所述刀具主体的所述切削部分(14)中。

4.根据权利要求3所述的镗孔刀具，其特征在于，所述微型控制器(20)被构造用以与位于所述刀具主体(2)外部的设备(23)通信，以便接收镗孔直径的设定值，所述镗孔直径通过所述刀具主体的旋转实现，并且用以控制所述马达构件(12、12')，以使所述滑动构件(5、5')移动到与所述镗孔直径对应的位置。

5.根据权利要求4所述的镗孔刀具，其特征在于，所述微型控制器(20)被构造用以通过无线通信装置与所述设备(23)通信。

6.根据权利要求3所述的镗孔刀具，其特征在于，所述镗孔刀具包括能量存储构件(22)，所述能量存储构件(22)被布置在所述刀具主体内部并被连接，以向所述微型控制器(20)的功能和所述马达构件(12、12')提供电能。

7.根据权利要求6所述的镗孔刀具，其特征在于，所述能量存储构件(22)是电池。

8.根据前述权利要求1或2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述镗孔刀具还包括传感器(23、23')，所述传感器被布置在所述刀具主体内部并且被构造用以感测所述滑动构件(5、5')相对于所述刀具主体的固定部分的位置，从而提供所述滑动构件沿着所述路径(P)的所述位置的证据，并且用以将所感测到的关于所述位置的信息发送到所述控制单元，并且所述控制单元被构造用以将所感测到的所述位置的值与为所要设置的镗孔半径而要达到的位置值进行比较，并控制所述马达构件(12、12')，以移动所述滑动构件(5、5')，以便使这两个位置值达到一致。

9.根据前述权利要求1或2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述马达构件(12、12')被构造用以驱动所述马达构件的构件(15、15')旋转或执行线性平移运动，以便移动所述滑动构件(5、5')。

10.根据前述权利要求1或2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述马达构件(12、12')被构造用以通过使螺纹构件(16、26)旋转来引起所述滑动构件(5、5')的移动，所述螺纹构件与所述滑动构件的螺纹、与被设置用以和所述滑动构件一起移动的构件的螺纹或者与相对于所述刀具主体固定的构件的螺纹接合。

11.根据权利要求10所述的镗孔刀具，其特征在于，所述马达构件(12)被布置在中空的螺钉(16)内部，其中外螺纹(17)与固定到所述滑动构件(5)的构件(19)的内螺纹(18)接合，并且所述马达构件被构造用以使所述螺钉(16)旋转，以便移动所述螺钉并以此使所述滑动构件(5)沿着所述路径(P)移动。

12.根据权利要求2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述最外端位置处的所述镗孔半径超过最内端位置处的镗孔半径10％-60％。

13.根据权利要求2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述最外端位置处的所述镗孔半径超过最内端位置处的镗孔半径20％-50％。

14.根据权利要求2所述的镗孔刀具，其特征在于，所述最外端位置处的所述镗孔半径超过最内端位置处的镗孔半径30％-50％。

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