CN109803779A - 磨挫工具和用于磨挫柱面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磨挫工具(1),通过产生由多个彼此沿一轴向距离圆周延伸的微槽组成的清晰的微观结构,磨挫尤其是金属工件中孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面。该磨挫工具(1)具有可以被驱动绕旋转轴(2)旋转的工具主体(12)以及位于工具主体(12)上的多个彼此间隔一定距离的圆周切割的切割工具。根据本发明,每一个切割工具由侧铣刀(21‑33)组成,而每一个侧铣刀(21‑33)具有至少一个切割组件(21b‑33b),该切割组件(21b‑33b)具有多个彼此以轴向距离放置的切齿。此外,本发明涉及一种用于磨挫柱面的方法。
Description
背景技术
本发明涉及一种磨挫工具和一种磨挫方法,通过产生由多个彼此以一轴向距离设置沿圆周延伸的微槽组成的清晰的微观结构,磨挫尤其是金属工件中孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面。
众所周知,承受很高的摩擦压力的金属工件孔的表面,例如内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面,借助非切割或切割工具的机械磨挫,从而为待处理(尤其是通过热喷涂)的表面层获得可靠的固着基。
例如,DE10 2013 011 726 A1提供一种磨挫工具,其包括多个(例如,5至100个)锯片形式的圆周切割的切割工具,这些锯片彼此以一轴向距离放置,固定在一个工具基体上。为了在内燃机的圆周孔的壁上产生多个第一圆周凹槽,绕其纵向中心轴旋转的磨挫工具被首先沿孔轴引入孔,然后沿柱面的方向径向向外移动直到锯片切入柱面至所需的深度。因此,旋转切割工具绕孔轴沿360°的轨道移动,从而使得对应于锯片数量的很多圆周延伸的凹槽同时切入柱面。由于锯片的数量少于待在柱面产生的所需的凹槽的数量,磨挫工具最开始必须径向向内回缩,然后以所需的尺寸沿孔轴移动,随后再次径向向外并绕孔轴沿360°的轨道移动,从而使得在柱面产生多个第二凹槽。必须重复该过程直到已经产生所需数量的凹槽。
在DE10 2013 011 726 A1提出的磨挫工具中,每一个锯片在360°的圆周移动中仅能够在待加工的柱面产生一个圆周凹槽。为了采用DE 10 2013 011 726 A1提出的方法在具有预定长度的柱面产生由预定数量(该数量大于锯片的数量)的圆周凹槽组成的微观结构,需要多个加工周期,这些加工周期分别包括磨挫工具的轴向运动、径向向外运动、360°圆周移动以及径向向内运动。然而,为了实现产生具有可复制精度的清晰的微槽结构,实施多个这种类型的加工周期是耗时的,也需要精密控制磨挫工具。
或者,可以想到在该磨挫工具中配备多个锯片,这些锯片对应于在待加工的柱面上需产生的微槽的数目,从而使得柱面能够仅在一个加工周期中加工。在DE 10 2013 011726 A1提出的磨挫工具中,每个锯片的切齿的切割宽度和截面分别对应所产生的凹槽的宽度或凹槽截面。由于用于磨挫过程的常规的凹槽宽度在微米数量级,例如,在100μm至200μm之间,锯片的切齿必须具有对应的精细切割剖面。而且,锯片之间必须以对应凹槽之间的网状宽度的距离彼此间隔。由于常规的网状宽度也在微米数量级,例如100μm,从而,磨挫工具必须配有多个精细的锯片,才能实现在一个加工周期在柱面的整个长度上对其进行加工。然而,由于在工件的加工过程中切齿上产生的切力,这种精细锯片振动的风险非常高。这不仅对于锯片或磨挫工具的使用寿命是不利的,也会引起清晰微观结构的精度的可复制的问题。
此外,为了防止在组装过程中对锯片的损伤以及以防止危害加工精度的组装错误的方式将锯片放置在工具基体上,具有大量精细锯片的磨挫工具的组合或组装是耗时耗力的。
从而,根据DE 10 2013 011 726 A1的发明旨在研发一种磨挫工具,通过产生由多个彼此以一轴向距离设置沿圆周延伸的微槽组成的清晰的微观结构,用于磨挫尤其是金属工件的孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面,其中,所述磨挫工具的特征在于具有高振动刚度和稳定性,并且组装和生产非常简单。
发明内容
该目标是通过权利要求1描述的磨挫工具实现的。其他优点的增强和实施例形成从属权利要求的主题。
根据本发明的一种磨挫工具,其包括被驱动从而绕纵向中心轴或旋转轴旋转的工具基体,还包括彼此以一定的轴向距离放置在工具基体上的具有相同标称直径的多个圆周切割的切割工具。在现有技术中,切割工具或磨挫工具的标称直径小于待加工的柱面的孔径。然而,该根据本发明的磨挫工具的圆周切割的切割工具不同于之前分别讨论的现有技术,这些切割工具是通过包括多个切齿彼此以一定的轴向距离放置的至少一个圆周切割的切割组件的侧铣刀形成的。为此,每个侧铣刀通常可包括中间凹部,用于容纳承载侧铣刀的工具基体的销状容器部分。每个切割组件尤其具有对应待生产微观结构的轮廓的精细装齿,并由彼此以轴向距离放置的多个独立的切齿组成。从而,每个侧铣刀能够在一个加工周期(即在磨挫工具的360°圆周运动的过程中)将对应于至少一个切割组件的切齿数量的多个圆周延伸的微槽同时切割进柱面。由切齿确定的每个切割组件的切割剖面适于所需的待生产的微观结构。
因此,每个切割组件具有的切割剖面宽度远大于根据DE 10 2013 011 726 A1的磨挫工具的每个锯片的宽度。由于每个切割组件具有更大的切割剖面宽度,每个侧铣刀以及作为一个整体的磨挫工具可具有更高的振动刚度和稳定性。
而且,更少数量的侧铣刀使得磨挫工具的组装更简单,而精度也更可靠。总之,从而可以确保对应于切割组件的切割剖面的微槽结构精度的高可重复性。
每个侧铣刀可由多个组件组成,即模块化设计,或在一片上实现,即单片设计。在模块化设计中,每个侧铣刀可由具有之前提及的中间凹部的铣刀基体以及固定在铣刀基体上的至少一个切割组件组成。该至少一个切割组件可替换地固定在铣刀基体上,例如,通过夹住或拧紧,或者永久地固定在铣刀基体上,例如,通过焊接、粘合等。每个切割组件可通过例如PCD(多晶金刚石)材料的切割板、切割棒、切割插入物或类似的切割体形成,并通过例如管壳(cartridge)直接或间接固定在铣刀基体上。将至少一个切割组件可替换地固定在铣刀基体上使得当切割组件出现破损或当磨挫工具需要适于所需的微观结构时,能够很容易替换各个切割组件。与之相比,将至少一个切割组件永久地固定在铣刀简化了磨挫工具的组装。如果侧铣刀是单片形式的,切割组件分别形成各个侧铣刀的整体功能部分。在这种情况下,也能够实现磨挫工具的简单组装。
为了实现一致的表面质量以及用于随后在柱面的整个加工长度上的涂敷的一致的固着基,优选地将每个侧铣刀的至少一个切割组件的切齿彼此以相同的轴向距离(即,具有相同的轴向齿距)放置,并设有相同的齿廓。切割组件的相同设计有助于侧铣刀的简单制造,从而简化磨挫工具的组装,最小化制造成本。
为了实现高生产率,每个侧铣刀优选地包括彼此以相同角距(即,以相同的齿距角)圆周隔开的多个切割组件。在优选的实施例中,分别采用八个切割组件实现侧铣刀,即八个切割组件彼此以相同的角距离在每个侧铣刀的圆周上分布。在这种情况下,侧铣刀的每个切割组件的切齿以圆周方向有利地排列,即侧铣刀的每个切割组件的切齿同样地轴向布置或侧铣刀的切割组件分别具有相同的切割剖面。将多个相同的切割组件放置在相同的轴向位置使得在每个切割组件上的切割力最小化,并且减少了制造柱面的清晰微观结构的加工时间。
而且,彼此以轴向距离放置的每个切割组件的切齿可以轴向放置成一排,即平行于旋转轴,从而,以线性开槽的方式有效实现每个侧铣刀。
在一个优选的实施例中,切齿分别具有由预定长度和高度确定的矩形剖面,其中,预定的长度的范围在200μm至400μm之间,而预定的高度在60μm至200μm之间。两个连续放置的切齿之间的轴向距离的范围在100μm至200μm之间。然而,例如,切齿也可具有圆形剖面,梯形剖面和/或楔形剖面等,并且可以是这些剖面的组合替代矩形剖面或包含矩形剖面。切齿还可包括或组合对称的和/或对称的横截面。
在优选的实施例中,针对切割组件的数目以及切割组件的结构,同等有利地实现所述多个侧铣刀,使得能够在磨挫工具的360°的圆周运动的过程中,采用多个侧铣刀在柱面产生长度对应多个侧铣刀长度的微槽结构,该微槽结构由具有彼此以相同轴向距离圆周延伸的相同深度和长度的多个微槽构成。
一个额外的侧铣刀可在该多个侧铣刀之前和/或一个额外的侧铣刀可在该多个侧铣刀之后,其中,这些额外的侧铣刀在切割组件的配置上不同于该多个侧铣刀。例如,该之前的和/或之后的侧铣刀在两个切齿之间具有更宽的间隙,从而,例如具有更宽的切割剖面,从而分别识别待生产的微观结构的起始端和末端。
优选地,该侧铣刀可替换地固定在工具基体上,以便于磨挫工具相对灵活的适应不同的加工条件,尤其是待生产的微观结构,待加工的柱面的长度等。为此,侧铣刀有利地沿旋转方向和轴向方向形状锁合地(positively)和/或力锁合地(non-positively)连接至工具基体。
侧铣刀可沿旋转方向(即用于扭力传递)通过驱动诸如导向键的方式以技术简单和有成本效益的方式固定在工具基体上,该导向键放置在侧铣刀和工具基体之间,类似于轴毂连接。在这种情况下,所有的侧铣刀有利地通过共同的驱动特征固定在工具基体上。共同驱动特征的使用使得工具基体和侧铣刀之间具有高扭力传递,简化了磨挫工具的组装,并且由于侧铣刀在工具基体上的轴向可移动,使得调整侧铣刀之间的距离变得简单。
该驱动特征为设置在工具基体的侧边上的纵向沟槽中,该纵向沟槽在外圆周的一侧开设并布置在承载侧铣刀的工具基体的容器部分。在侧铣刀的一侧,每个侧铣刀可包括或一个纵向沟槽或多个纵向沟槽,其分别朝向中间凹部的内圆周的内侧打开,类似于花键毂。如果每个侧铣刀仅具有一个纵行沟槽,该侧铣刀在工具基体上的旋转位置能够清楚地确定。如果每个侧铣刀具有彼此由确定的且有利地是相同角距隔开的多个纵行沟槽,每个侧铣刀可以在对应于纵向沟槽数目的多个旋转位置上固定在工具基体上。这使得侧铣刀可以这样安排:侧铣刀的至少一个切割组件分别一排排轴向延伸或沿螺旋线轴向延伸或螺旋轴向延伸。总之,磨挫工具从而可以以线性开槽或螺旋开槽的方式实现。切割组件的螺旋布置能够减少加工力并实现运行的高平顺性。多个导向键表示用于在工具基体上以不同的旋转位置固定侧铣刀的另一个选项。
作为上述驱动特征连接的替换,可以以类似于花键轴/花键毂连接或多边形毂/多边形轴连接的旋转刚性方式将侧铣刀连接至工具基体。该侧铣刀从而分别包括具有花键毂或内部为多边形剖面的中间凹部,而该工具基体在承载侧铣刀的容器部分具有花键轴或外部的多边型剖面。这种侧铣刀与工具基体的形状锁合连接使得侧铣刀在工具基体上的旋转位置具有灵活的适应性,从而针对各种加工条件实现对应的最优范围的侧铣刀的切割组件或圆周切割边缘。例如,侧铣刀可以以如下的方式固定在工具基体上:侧铣刀的至少一个切割组件分别在一排轴向延伸或沿螺旋线轴向延伸或螺旋轴向延伸。总之,磨挫工具从而可以以线性开槽或螺旋开槽的方式实现。
由于侧铣刀在工具基体上的轴向可移动,上述形状锁合连接进一步使得调整侧铣刀之间的距离变得简单。
侧铣刀有利地力锁合以轴向固定在工具基体上。如果通过放置在侧铣刀之间的诸如挡套或间隔环是可行的,这通过将侧铣刀夹在工具基体一侧的轴向挡块和拧入工具基体端面的夹紧螺钉之间可以很容易实现。间隔物使得能够理想地调节轴向连续的侧铣刀之间的距离,从而侧铣刀彼此以相同的距离放置。
两个轴向连续侧铣刀之间的距离尤其可以以这样的方式调节:如果两个侧铣刀的切割组件的切割剖面宽度分别大于两个侧铣刀的铣刀基体的宽度,两个侧铣刀的切割组件的多个锯齿状的切割剖面从圆周方向或切割方向观察以确定的尺寸重叠。换句话说,两个侧铣刀的切割组件产生的微观结构重叠确定的尺寸。从而能够在柱面在所需加工长度上产生一种一致的微观结构,其中所有圆周微槽彼此以相同的轴向距离放置。
为了使得两个轴向连续的切割组件的切割剖面重叠,两个侧铣刀有利地相对于彼此旋转,沿圆周方向或切割方向观察,这两个侧铣刀的切割组件前后放置,并且切入待加工的柱面的时间发生偏移(offset in time)。
根据本发明的一种磨挫工具还包括一个柄段,其连接工具基体并用于将磨挫工具连接至机器工具系统的非连续点或接口。在该实施例中,磨挫工具形成一个末端铣刀,其工具基体能够在功能上被分为柄段和侧铣刀放置其上的前述容器部分。
在优选的实施例中,根据本发明的磨挫工具还包括内部的冷却润滑剂系统,用于将冷却润滑剂供应给切割组件。
如果该磨挫工具包括多个切割组件,其彼此以一轴向距离放置并分别包含彼此以轴向距离放置的多个切齿,在轴向长度上大于/等于待加工的柱面的长度,最开始,沿孔轴直到所需深度将位于待加工的柱面外面的磨挫工具引入孔来磨挫柱面;旋转磨挫工具然后向外径向移动直到切齿切入柱面至所需深度;磨挫工具然后绕孔轴沿360°轨道旋转;磨挫工具再次径向向内移回;磨挫工具最终再次沿孔轴从孔回缩。相比于最初讨论的磨挫工具,借助根据本发明的磨挫工具,只需一个加工周期即可实现对柱面的磨挫。
附图说明
下面参照附图描述根据本发明的磨挫工具的优选实施例,在这些附图中:
图1显示了根据本发明的磨挫工具的侧视图;
图2显示了根据本发明的磨挫工具的前视图;
图3显示了根据本发明的磨挫工具分解透视图;
图4以更大比例显示了图1圈出的H的细节;
图5以更大比例显示了图1圈出的J的细节;
图6以更大比例显示了图1圈出的G的细节;
图7以更大比例显示了图1圈出的K的细节;
图8显示了借由本发明的磨挫工具在柱面中产生微槽结构的切割剖面。
具体实施方式
下面,参照图1至图6对本发明的磨挫工具的优选实施例进行更为细致的描述。该磨挫工具以圆形铣刀的形式实现,并被设计用于机械磨挫尤其是金属工件中的孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面,通过在表面产生由多个彼此以一定轴向距离设置沿圆周延伸的微槽组成的清晰的微观结构,从而为待处理(尤其是通过热喷涂)的表面层获得可靠的固着基。
为此,磨挫工具1具有图中所示的模块化的设计,其包括被驱动从而绕纵向中心轴或旋转轴2旋转的工具基体10,还包括彼此以一定的轴向距离放置在工具基体上的多个圆周切割的切割工具20至34,其中,所显示的实施例特别包括15个这种圆周切割的切割工具。
工具基体10可以被功能上分为柄段11和容器部分12。该磨挫工具1能够经由柄段11连接至机器工具系统(未示出)的非连接点或接口。为此,所示实施例的柄段11包括本领域技术人员熟知的空心锥柄(HSK)。所示实施例的工具基体10包括柄段11使得磨挫工具1形成一个末端铣刀。容器部分12形成基体10的销状延伸并承载多个切割工具20至34。所有的切割工具20至34具有相同的标称直径D,例如70mm,并形成磨挫工具1的切割段13。磨挫工具1(其长度L为,例如,154mm)的切割段13的标称直径D小于待加工的柱面(未示出)的内径。
在所示的实施例中,磨挫工具1因此形成具有工具基体10的末端铣刀,该工具基体10能够在功能上被分为柄段11和容器部分12,在容器部分12上设置切割工具20至34。
在根据本发明的磨挫工具1中,圆周切割的切割工具20-34分别是通过由所示实施例中的多个组件组成的侧铣刀形成的。每个侧铣刀20-34尤其包括盘状的铣刀基体20a-34a以及多个圆周切割的切割组件20b-34b,其中所示实施例尤其包括八个这种圆周切割的切割组件。每个铣刀基体20a-34a具有中间凹部20c-34c,其以确定的间隙配合容纳工具基体10的销状容器部分12,并在其外周包括对应于切割组件数量的多个容器袋20d-34d,其中所述容器袋沿切割方向或各个侧铣刀20-34的圆周方向彼此以相同的角距(即,以相同的齿距角)放置,分别容纳切割组件20b-34b中的一者。
每个切割组件20b-34b由PCD(多晶金刚石)材料制成并通过焊接固定在对应容器袋20d-34d中的各个铣刀基体20a-34a上。每个切割组件20b-34b尤其包括精细装齿,其对应于待生产的微槽结构的轮廓并由彼此以一轴向距离放置的多个独立切齿(关于这点,见图4至图7)组成。由切齿限定的每个切割组件20b-34b的多齿切割轮廓适于所需待生产的微观结构。在所示实施例中,第二至第十四个侧铣刀21-33的切割组件21b-33b的切齿彼此以约170μm的相同轴向距离(即,具有相同的轴向齿距)放置,并设有相同的矩形齿廓。而且,在所示的实施例中,第二至第十四个侧铣刀21-33的切割组件21b-33b的切齿分别具有约280μm的长度和约147μm的高度。然而,该切齿轮廓不是强制的,而是可以改变。
于是,第二至第十四个侧铣刀21-33形成配有相同切割组件并轴向夹在第一和第十五侧铣刀20和34之间的多个侧铣刀。撇开大体在第一和第十五个侧铣刀20和34的切割组件20b和34b中间分别在第一个侧铣刀20上具有约1250μm的较大齿间隙和第十五个侧铣刀34上具有约900μm的齿间隙(见图4和图6),第一和第十五个侧铣刀20和34的切割组件20b和34b的切齿彼此也以相同的轴向距离(即,具有相同的轴向齿距)放置,并且具有同第二至第十四个侧铣刀21-33的切割组件21b-33b一样的矩形齿廓。如图1和图3所示,由于该较大的齿间隙,第一个侧铣刀20和第十五个侧铣刀34分别具有比第二至第十三个侧铣刀(例如,图1的B24)宽的切割剖面宽度B20和B34。
而且,彼此以一轴向距离放置的所有切割组件20b-34b的切齿轴向放置成一排,即平行于旋转轴2。因此,每个侧铣刀20-34以线性开槽的方式实现。侧铣刀的圆周连续切割组件20b-34b具有相同的切割剖面。而且,每个侧铣刀20-34的切割组件20b-34b的切齿沿圆周方向排列布置。因此,每个侧铣刀20-34能够切割对应于每个切割组件20b-34b的切齿数量的多个微槽,例如,21个微槽。而且,图1和图3显示每个切割组件20b-34b的切割剖面宽度稍稍大于各个侧铣刀20-34的盘状铣刀基体20a-34a的(最大)宽度。因此,每个切割组件20b-34b在各个侧铣刀20-34的盘状铣刀基体20a-34a上轴向延伸确定尺寸。
侧铣刀20-34有利地以可替换的方式固定在工具基体10上。为此,分别以确定间隙配合放置在工具基体10的容器部分12的侧铣刀20-34形状锁合地和力锁合地沿旋转方向和轴向方向连接至工具基体10。侧铣刀20-34通过以导向键13形式的驱动特征的方式以旋转方向(即,用于扭力传递)固定在工具基体上,导向键13放置在侧铣刀20-34和工具基体10之间,类似于轴毂连接。在这种情况下,所有侧铣刀20-34有利地通过共同的导向键34固定在工具基体10上。根据图3b,工具基体一侧上的导向键13容纳在承载侧铣刀20-34的容器部分12上的纵向沟槽14中。在侧铣刀的一侧,所示实施例中的每个侧铣刀20-34在中间凹部20c-24c的内圆周仅具有一个纵向沟槽20d-34d。从而,工具基体10上的每个侧铣刀20-34的旋转位置可以明确确定,从而放置在工具基体10上的侧铣刀20-34相对于彼此旋转,使得侧铣刀20-34的切割组件20b-34b分别沿螺旋线延伸或螺旋延伸。从而,从圆周方向或切割方向观察,两个轴向连续的侧铣刀的切割组件20b-34b前后放置,并且切入待加工的柱面的时间发生偏移。总之,能够以螺旋开槽的方式实现磨挫工具1的切割段13。
侧铣刀20-34有利地沿轴向以力锁合地方式固定在工具基体10上。在所示的实施例中,这是通过采用放置在侧铣刀之间的间隔环形式的间隔物35-49将侧铣刀20-34夹在工具基体一侧上的轴向挡块15和拧入工具基体10端面的夹紧螺钉16之间实现的。根据图1、图3a和图3b,将夹紧螺钉16实现为圆头螺钉的形式,夹紧螺钉16的头部17按压第一侧铣刀20的铣刀基体20a。销状容器部分12上放置的侧铣刀20-34从而以力锁合方式轴向地夹在工具基体10和夹紧螺钉16之间并以间隔环35-49限定的轴向距离隔开。在切割方向或旋转方向,侧铣刀20-34通过上述导向键14在清楚限定的旋转位置形状锁合地固定在工具基体10上。
在所示的实施例中,间隔环35-49调整侧铣刀20-34之间的距离,使得侧铣刀20-34彼此以相同距离放置。该距离的选择尤其使得两个连续放置的侧铣刀20-34的切割组件20b-34b的多齿切割剖面沿圆周方向或切割方向以确定的尺寸重叠。换句话说,两个侧铣刀20-34的切割组件20b-34b产生的微观结构以确定的尺寸重叠。
在所示实施例中,磨挫工具进一步包括内冷却润滑剂供应系统(图中未示出),用来给切割组件20b-34b提供冷却润滑剂。图1和图3示出了冷却润滑剂供应系统的开口20e-34e,其位于容器袋20d-34d中,通过该开口20e-34e向切割组件提供冷却润滑剂。
在所示实施例中,由侧铣刀20-34形成的磨挫工具的切割段具有轴向长度L,其至少与待磨挫的柱面的长度一样长。
根据本发明,首先将磨挫工具1放置在待加工的柱面的外部,使得磨挫工具1的纵向中心轴或旋转轴2与孔轴对准,从而磨挫柱面。随后,沿孔轴将旋转的磨挫工具1引入孔中至所需的深度,之后径向向外移动直到切齿20b-34b切入柱面至所需的径向深度。然后,磨挫工具1沿360°的轨道绕孔轴移动,其半径对应于所需的径向深度。在该360°的圆周运动后,磨挫工具1再次径向向内移回并沿孔轴从孔中回缩。
根据本发明的磨挫工具从而能够在一个加工周期(即在360°的圆周运动过程中)在柱面上同时切割多个圆周延伸的微槽。由切齿限定的每个切割组件的切割剖面适于待生产的所需微观结构。
例如,如下所述,也可以参照附图改进根据本发明的磨挫工具的优选实施例。
不同于所述的实施例,侧铣刀的数量可以大于或小于十五。侧铣刀的数量使得磨挫工具的切割段的长度适于在360°圆周运动过程中待磨挫的柱面的长度。
切割段可以由配有相同切割组件的数量和相同切割组件的切割剖面的侧铣刀组成。换句话说,在图中所示实施例中,不需要与第二个至第十四个侧铣刀21-33在切割剖面上不同的第一个和第十五个侧铣刀20和34。
不同于所示的实施例,每个切割组件的切割剖面宽度对应于或也可小于铣刀基体的宽度。例如,切齿也可具有圆型剖面、梯形剖面和/或楔形剖面等,并且可以是这些剖面的组合,以替代矩形剖面。切齿还可包括或组合对称的和/或对称的横截面。
切割组件的材料不限于PCD材料并可包括加工过程中使用的所有常规材料,例如,硬金属等。
而且,切割组件也可以可替换的固定在铣刀基体上,例如,通过夹住或拧紧。此外,如实施例所示,切割组件可通过切割板、切割棒、切割插入物或类似的切割体形成,并通过例如管壳(cartridge)直接或间接固定在铣刀基体上。
与之不同,侧铣刀也可在一片上实现,即以单片的方式。
此外,彼此以相同角距(即,具有相同齿距角)放置的切割组件的数量也可不同于所示实施例提供的八个切割组件。
此外,每个切割组件中彼此以相同轴向距离放置的切齿可以不平行于旋转轴,而是沿旋转方向或圆周方向相对彼此偏移,从而它们实际以螺旋的方式延伸。
为了沿旋转方向(即,为了扭力传递)形状锁合固定,侧铣刀可包括多个纵向沟槽,其分别朝中间凹部的内圆周的内侧打开,类似于花键毂。这样,每个侧铣刀的旋转位置可以灵活改变,例如,将侧铣刀的放置使得侧铣刀的切割组件分别一排排轴向延伸或沿螺旋线轴向延伸或螺旋轴向延伸。总之,磨挫工具从而能够以线性开槽的方式或螺旋开槽的方式实现。
不使用所示的导向键连接,侧铣刀也可沿旋转方向(即,为了扭力传递)形状锁合固定在工具基体,类似于花键轴/花键毂连接或多边形毂/多边形轴连接。该侧铣刀从而分别包括具有花键毂或内部为多边形剖面的中间凹部,而该工具基体在承载侧铣刀的容器部分具有花键轴或外部的多边形剖面。
不同于所示的实施例,可以调整两个轴向连续的侧铣刀的距离,从而使得两个侧铣刀的切割组件的多齿切割剖面在圆周方向或切割方向不重叠,而两个侧铣刀的切割组件产生的微观结构处于彼此一个接一个齐平或者彼此以确定的距离隔开。
不采用所示的HSK柄段,磨挫工具还可包括锥柄(SK)柄段等。而且,可以省略柄段,在这种情况下,由销状容器部分形成的基体采用不同的方式夹在上面或夹在其中。
为切割组件提供冷却润滑剂的内部冷却润滑剂系统不是必需的。
Claims (22)
1.一种磨挫工具(1),通过产生由多个彼此以一轴向距离设置沿圆周延伸的微槽组成的清晰的微观结构,磨挫尤其是金属工件中孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面,其包括:
工具基体(12),其能够被驱动绕旋转轴(2)旋转;以及
多个圆周切割的切割工具,其彼此以确定的轴向距离放置在所述工具基体(12)上,其特征在于:
所述切割工具分别由侧铣刀(21-33)形成;
每个侧铣刀(21-33)包括至少一个切割组件(21b-33b),所述至少一个切割组件(21b-33b)具有彼此以轴向距离放置的多个切齿。
2.如权利要求1所述的磨挫工具(1),其特征在于,每个侧铣刀(21-33)包括多个切割组件(21b-33b),所述多个切割组件(21b-33b)沿圆周方向彼此以相同的角距放置。
3.如权利要求2所述的磨挫工具(1),其特征在于,每个侧铣刀(21-33)的切割组件(21b-33b)的切齿沿圆周方向排列放置。
4.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,每个切割组件(21b-33b)的切齿轴向放置成一排。
5.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,每个切齿具有由预定长度和高度限定的矩形剖面。
6.如权利要求5所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述预定长度的范围在200μm至400μm之间,而预定高度的范围在60μm至200μm之间。
7.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,两个连续切齿的轴向距离的范围在100μm至200μm之间。
8.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)可替换地固定在所述工具基体(10)上。
9.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)形状锁合地和/或力锁合地连接至所述工具基体(10)上。
10.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)沿旋转方向形状锁合地固定在所述工具基体(10)上。
11.如权利要求10所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)沿旋转方向通过导向键(14)固定在所述工具基体(10)上。
12.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)沿轴向力锁合地固定在所述工具基体(10)上。
13.如权利要求12所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述侧铣刀(21-33)沿轴向通过夹紧螺钉(16)固定在所述工具基体(10)上。
14.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,两个轴向连续的侧铣刀(21-33)之间的距离通过放置在侧铣刀(21-33)之间的间隔物限定。
15.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,限定两个连续的侧铣刀(21-33)之间的距离使得这两个侧铣刀(21-33)的切割组件(21b-33b)的切割剖面沿圆周方向以确定的尺寸重叠。
16.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,两个轴向连续的侧铣刀(21-33)分别相对于彼此绕所述旋转轴(2)旋转,从而使得这两个侧铣刀(21-33)的切割组件(21b-33b)彼此以确定的角距放置。
17.如权利要求16所述的磨挫工具(1),其特征在于,两个轴向连续的侧铣刀(21-33)分别相对于彼此绕所述旋转轴(2)旋转,从而使得所述切割组件(21b-33b)螺旋放置。
18.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,包括柄段,其形成所述工具基体(10)的轴向延伸件,并用于将所述磨挫工具(1)连接至机器工具系统的非连续点或接口。
19.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,还包括内部的冷却润滑剂系统,用于将冷却润滑剂供应给所述切割组件(21b-33b)。
20.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,由多个侧铣刀(21-33)形成的所述磨挫工具(1)的切割部分(12)所具有的长度大于/等于待加工的柱面的长度。
21.如前述权利要求任意一者所述的磨挫工具(1),其特征在于,所述多个侧铣刀(21-33)在另外两个侧铣刀(20,34)之间轴向放置,该另外两个侧铣刀(20,34)的切割剖面宽度大于所述多个侧铣刀(21-33)中的每一个。
22.一种磨挫方法,通过一种磨挫工具产生由彼此以一轴向距离设置沿圆周延伸的多个微槽组成的清晰的微观结构,磨挫尤其是金属工件中孔的柱面,例如,内燃机的缸孔或缸套的活塞轴承表面,所述磨挫工具具有多个切割组件,所述切割组件彼此以轴向距离放置并分别包含在大于/等于待加工柱面的长度的轴向长度上彼此以轴向距离放置的多个切齿,尤其是通过根据前述权利要求任意一者所述的磨挫工具,其特征在于如下步骤:
将磨挫工具沿孔轴引入所述孔中;
径向向外移动该旋转的磨挫工具直到所述磨挫工具的切割组件的切齿切入所述孔的柱面至确定的深度;
绕所述孔轴沿360°的轨道转动该旋转的磨挫工具;
沿径向向内移动所述磨挫工具,以及
沿所述孔轴将所述磨挫工具从所述孔中收回。
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