CN1102366A - 切削加工装置 - Google Patents

Abstract

一种铰刀具有一个带有从基体上平行于轴伸出 的两个环爪的切削头，在一个环爪上固定着一个刀 片，刀片的平行于轴的切削刃径向向内定向；在另一 个环爪上借助至少一个夹紧螺栓可拆地固定着一个 导向块，以使得其导向面相对切削刃径向相反地靠放 在工件的外侧面上并使切削过程稳定进行。该导向 块可借助一个加压螺栓在径向进行调节，用与此同样 的方式也可设置多个分布在圆周上的同类型导向 块。

Description

本发明涉及一种用于切削加工一个工件的与一个几何纵轴同心的外周面的装置，具有一个切削头，它在轴向上可盖过工件的外周面，该装置还具有一个安装在切削头上的刀片，该刀片的切削刃以第一可预定径向距离地相对几何纵轴平行延伸，该装置还具有至少一个设置在切削头上的导向面，它可滑动地靠置在工件外周面的部分区域上。

这种类型的装置已由DE3640202C2公知。其中切削头构成为圆筒形体并在刀片区域中具有一扇形切口。一个由硬材料作的套筒与圆筒形体的内壁相连接，该套筒也同样具有一个扇形缺口。该套筒的内表面是与几何纵轴一致同心的圆筒形，它导致相对工件外侧面的不确定的偶然的接触区域。在一种构型中应在该内表面上构成多个作为导向块的凸起，以便形成确定的导向面。然而在硬质材料的套筒上以必要的精确度制造这些凸起却是非常困难的。

本发明的任务在于：提出一种所述类型的装置，它可以用简单的制造技术方式并以必要的精确度被制造出来，以及还能具有另外的优点。

这个任务是这样来解决的：即导向面是在一个导向块上构成的，该导向块可拆地安装在切削头上。

其导向块是一种可拆卸的功能部件，这里导向面可以无问题地磨制成所需形状并具有需要的精确度。尤其是不需设置成本高的内部轮廓的磨削。也可以在为不同的加工直径所设的各种切削头上使用一致的导向块。还可以象刀片那样，对磨损或损坏的导向块进行更换，这就使切削头的使用寿命延长。

而且，导向块在径向上相对几何纵轴可调节地支承在切削头上。根据上述构型，通过加工直径的变化可增加使用的可能性，当在圆周上分布有多个导向块时，通过它们的径向距离的不同调节，可使工件的导向更加精确，并尤其是使表面的加工质量更好地被调节。

而且，切削头可具有一个平坦的支承面，它为相对于几何纵轴的一个矢状平面，其中支承面的径向内棱边以第二径向预定距离布置，该距离大于第一径向距离;切削头具有一个支撑壁，它大致垂直于支承面地布置并连接到该支承面的径向外棱边上;导向块具有一个大致垂直于导向面布置的第一平侧面及一个在导向面对面的基面;导向块的第一侧面借助至少一个夹紧螺栓被固定地压在支承面上，该夹紧螺栓一方面连接在切削头上，而另一方面又连接在导向块上;在切削头的支撑壁中至少设有一个大致径向可拧入的加压螺栓，它的径向内端面至少可间接地压在导向块的基面上;并且导向块借助于加压螺栓在夹紧螺栓固定夹紧的情况下可相对于切削头在十分之几毫米的范围中移动。根据这一构型可得到一种精确的细调节。因为径向移动力垂直于夹紧力地作用，可使导向块在拧紧夹紧螺栓的情况下还可移动，并且具有高精度。因为这时夹紧力已经在全部厚度上起作用，就取消了在细调后再操作夹紧螺栓的必要性，这种操作否则会导致导向块位置的微小变动。

夹紧螺栓的结构首先可具有不同类型。如由可调节刀片的固定所公知的那样，夹紧螺栓例如可以用锥形的螺帽不可移动地支承在导向块上。在径向移动时该螺栓杆将象弹簧杆似地弯曲。当然这会产生这样的危险，即螺栓杆会超过其弹性区域弯曲并因此保留了变形。

而且，在切削头中可设有一个垂直地通到支承面的螺孔，用于固紧螺栓的丝杆;导向块具有一个与第一侧面平行对置的第二平侧面，并具有通到第一及第二侧面上的横向孔，该孔可以留有余隙的方式接收夹紧螺栓的丝杆，其中夹紧螺栓的螺帽支承地靠置在第二侧面上。根据这一构型，导向块仅是在支承面与夹紧螺栓的螺帽之间以磨擦连接方式固定，并由此在径向调节时也可相对于夹紧螺栓移动。因为螺杆不需要弯曲，所以它就能设置得非常稳定，进而也允许施加较高的夹紧力。其中横向孔保证了该目的足够大的位移运动，并此外可以合乎要求的方式限定这种移动。因为导向块的第一及第二侧面平行地对置，因而它的定位作用可以互换。这就是说在导向块由于磨损变得非对称时，可以使其掉头。

而且，切削头可是由两个相对几何纵轴在径向上以一定距离对置的环爪构成的，这两个环爪在轴向上从一个共同的盘形基体上彼此平行地伸出，其中从轴向上看每个环爪具有大致圆环段的形状，并具有一个朝向几何纵轴的圆筒形内壁段面和一个与几何纵轴同轴的圆柱形外壁段面，并且每个环爪具有两个彼此由圆环段的弧长隔开的第一及第二纵向壁，它们均是矢状布置的，其中在第一环爪的内壁段面及第一纵向壁之间的第一边缘区域中设置了刀片，在第二环爪的内壁段面及第一纵向壁之间的第一边缘区域中安装了第一导向块，以使得切削刃与导向面至少大致在一根直径上相对于几何纵轴彼此相对置。根据本发明的这一优选构型，通过它的开度可更好地接近夹紧螺栓，从而使对切削刃及导向面径向距离的控制变得容易。

这里关于一个导向块所描述的内容当然也适用于其它的导向块。这种敞开的环爪构型使得设置附加的导向块变得容易，其中视数目而定。

而且，根据本发明，在第一环爪的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中可安装第二导向块，并使得该导向块的导向面相对于切削刃大约相差50至60度角优选是55度角滞后地布置。

而且，两个环爪均可延伸在约50至90度角优选是在80度角的弧长上。

而且，在第一环爪的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中可安装第二导向块;并且在第二环爪的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中可安装第三导向块，其中两个环爪均可延伸在约100至120度角优选是在110度角的弧长上，并且这三个导向面彼此以约90度角错开。

而且，导向块可被设置在圆环结构中，其中在内壁段面及纵向壁之间的相应边缘区域中构成一个V型槽，该槽的第一壁区域构成支承面而它的第二壁区域限定了支撑壁。

而且，至少第二环爪的圆筒形内壁段面可构成参照面，其是相对几何纵轴以标定的径向距离被精确地加工出来的，尤其是被磨削而成的。

而且，一个与几何纵轴同心的夹持杆是可从基体上朝与环爪相反的轴向上伸出设置的。

而且，在两个环爪上可卡置一个整体的套环，该套环用其与几何纵轴同轴的圆筒形内配合面固定地靠置在圆柱形的外壁段面上。

而且，套环可具有L形横截面，为的是在圆筒形配合面的前面具有一个相对几何纵轴垂直布置的环形面，该环形面靠置在环爪的自由端面上。

而且，导向面可构成圆柱形外段面，它的中间轴平行于几何纵轴地布置。

而且，导向面的轴向长度可大约相当于刀片的切削刃的长度。

而且，导向面可制成具有凸的圆柱形外段面。

而且，导向面可由导向块上设有硬材料层的区域构成。

而且，导向块可由一个块基体及一个不可拆地设置在其上的硬金属附件组成，该硬金属件具有导向面。

而且，在切削头中可构有冷却介质通道，通过这些介质通道可使冷却介质不仅被引导到刀片的区域中而且也可被引导到导向面的区域中。

而且，冷却介质通道可在盘状基体中通到与轴平行的孔中，其中每个孔相对于切削刃或导向面的位置超前一个预定的角度布置。

而且，两个环爪可包括固定其上的刀片及一个或多个将导向块布置成至少大致重量相等的或相对几何纵轴对称平衡的设置。

根据上述的配置可以使合适的导向结构与节省重量的结构方式相结合。

本发明另外的结构设置及进一步的变型记载在权利要求及下面结合附图所示实施例的描述中。附图为：

图1是根据本发明装置的第一构型的顶视图;

图2是图1中箭头2方向的视图;

图3是根据本发明第二构型的与图1相应的简化视图;

图4是根据本发明第三构型的与图1相应的简化视图;

图5是根据本发明第四构型的与图2相应的视图;

图6是图1中一个细节的放大视图。

根据图1及2，一个切削头11包括一个盘状基体12，一个几何纵轴13与该基体相垂直。基体12最好是相对于该轴旋转对称的并成型在与几何纵轴13同轴的夹持杆14的一端上。在与夹持杆14相对的轴向上从基体12伸出两个具有径向间隔且彼此平行对置的环爪15、16。在图1的视图中第一环爪15大致具有一个圆环段的形状，并具有一个朝着几何纵轴13的圆筒形内壁段面17、一个与几何纵轴13同轴的外壁段面18、第一纵向壁19及第二纵向壁21。该圆环段大致延伸在一个90°的扇形角上。纵向壁19，21是矢状定位的。

在这里采用以下的定义：矢状面应理解为与一个中间面平行的每个面。作为中间面应理解为包含几何纵轴13所有点的每个面。故在图1中以22表示的面为一个中间面，用23表示的面是对该中间面的一个矢状面。

第一环爪终止在一个与几何纵轴13垂直布置的平端面24处。在内壁段面17与第一纵向壁19之间的第一边缘区域中构成一个二级台阶形的槽25，由此构成了一个用于刀片28的、相对一中间面26而言的而且矢状布置的支承面27及一个用于夹爪31的支承面29。在这里对夹爪31不作专门的描述，它是以公知的方式借助一个夹紧螺丝夹持着刀片28的。刀片28的轮廓表示在图2中，该图用以说明它的轴向延伸结构和位置。它的切削刃32以第一径向距离相对于几何纵轴13平行地延伸，但其也可以被放置成稍微地倾斜。刀片28的上侧面在这里至少大致位于中间面26中。图中还表示一个加压螺旋装置33，它用于对刀刃32的径向位置作精细调节。内壁段面17具有相对几何纵轴13的第二径向距离，它稍大于该轴到切削刃32的第一径向距离。

第二环爪16同样地具有图1中所示的一个圆环段的形状，并具有一个朝着几何纵轴13的圆筒形内壁段面34、一个和几何纵轴13同轴的外壁段面35、第一纵向壁36及第二纵向壁37。纵向壁36，37是矢状布置的。第二环爪终止在一个与几何纵轴13垂直布置的平端面38上，它与第一环爪15的端面24相对齐。在内壁段面34与第一纵向壁36之间的第一边缘区域中构成一个V型槽39，该边缘区域被放大地表示在图6中，该槽39构成了一个矢状定位的平整支承面41。在向内壁段面34过渡处的轴向延伸的内边棱42，与整个内壁段面34一样，具有的相对于几何纵轴13的第二径向距离大致与内壁段面17的第二径向距离相同。V型槽39还形成一个不一定要垂直于支承面41布置的壁区域43，在它后面具有一个支撑壁44。

在V型槽39中放置着一个构成四方棱柱的导向块45，该导向块在该例中是由普通钢作的一个块基体46及一个在其一个纵向侧设置成不可拆的条状硬金属附件47构成的。该硬金属附件47的自由外表面在该例中被磨成圆柱形外凸型面，并在与一个图中未示出的工件的接触处构成一个导向面48。在该导向面48的对面，块基体46具有一个基面49。块基体46或者说导向块45还具有一个大致与导向面48垂直布置的第一侧平面51及一个与此平行对置的第二侧平面52，以及两个端面53、54。在块基体46中设有一个垂直地通到第一及第二侧面51、52的横向孔55。在该横向孔55中以留有余隙地方式穿过一个夹紧螺栓57的杆56，其中夹紧螺栓57的平整螺帽58平稳地支承在第二侧面52上，并且它的螺纹杆59被拧入在螺孔60中。该螺孔垂直地通到支承面41上。最好在轴向错开地设有第二个相同类型的夹紧螺栓61，如图2所示。因此导向块45被可靠稳定地并可拆地固定在第二环爪16上，其中导向面48大致在通过几何纵轴13的直径上位于处在中间平面26中的切削刃32的对面。

支撑壁44被一个螺孔62贯穿，该螺孔贯通壁区域43及外壁段面35。在螺孔62中拧入一个加压螺栓63，它的径向内端面直接地或通过中间连接一个压件压在基面49上。最好在轴向错开地设置第二个相同类型的加压螺栓64，如图2所示。由此导向块45可被非常精确地在径向上调节。导向块45的位置在轴向上由一个定位螺栓65限定，导向块的端面54靠置在该定位螺栓上。

由于每个环爪15、16仅是延伸在有限的扇形角区上的，所以切削头11具有这样的开度，即使得导向块45容易被放入或更换。两个夹紧螺栓57、61可靠地固定住导向块，再加上从径向外部可接触到的加压螺栓63、64就保证了一种精确的调节，其中的开度也使度量检查变得容易了。用于调整工作的另一辅助措施在于：将内壁段面34或内壁段面17也磨成具有精确的径向距离（被校定），由此这些面可被作为参照面使用。

一个工件的加工可用两种方式来实现。即可以使工件转动，而使切削头11保持固定并仅进行轴向进刀运动;或是相反地，将工件固定，而使切削头11转动。在后一情况下，几何纵轴13同时作为旋转轴。在此种工作方式中，当转速达到约7000转/分钟时，将形成可观的离心力。在此情况下，有利的作法是使两个环爪15、16及所有固定其上的部件均具有相等的重量并形成平衡。

在切削头11中设有冷却介质通道66，该通道与夹持杆14中的输入孔67相连通并经由基体12中平行于轴的孔68、69流到这些位置上，即液体射束不仅到达切削刃32而且也到达导向面48。考虑到在切削头11及工件之间的相对转动，可将孔68、69稍微导前地布置。导入到导向面48的冷却介质助长了一种液体垫的形成，这就使磨损降低了。

作为在块基体46上的硬金属件47的替代方案，可仅在其上设置一层薄的硬材料层。这个导向面的形状可为凸状，如图中所示，由此可以产生与工件外表面相接触的一个窄接触区。但在导向面为凹状构型时则会产生较大的接触区域。因此，导向的动态情况相应地具有区别的。由于导向块具有可从切削头上拆下的可拆性，因此可以根据需要任意设置导向面。

根据图3，在第一环爪71上相对刀片28附加设置了一个第二导向块72，它的导向面73相对切削刃32为相差约50至60度角优选是55度角滞后地布置。因为在一个V型槽中的支座是和第一导向块45的情况相同地构成的，所以环爪71所延伸的扇形角区相应地缩小了。出于重量平衡的原因，第二环爪74同样地相对于上例也缩小了。它们延伸在从50至90度角优选是在80度角的弧长范围上。

根据图4，在一种布置上设置了总共三个导向块45、75、76，其中的三个导向面77、48及78的每一个彼此约错开90度角。由于在边缘敞开的V型槽中的支座，所以此时，环爪79、81伸延在约从100至120度角优选是110度角的弧长范围内。

根据图5，以一定方式设置了两个轴向上相继排列的切削头111及112，其中切削头111基本上与图1及图2中的切削头11相对应。在它的端面上仅连接一个具有较大直径的同样形式的后继部分。根据这个方案还可以再连接一个在图中未示出的第三切削头。因为这里环爪113，114具有相应较大的轴向悬臂长度，最好是，在环爪的端部区域卡置一个整体的套环115，该套环用其与几何纵轴同轴的圆筒形配合面116固定地但可拆地靠置在圆柱形外壁面上并具有一个卡箍的形式以避免环爪的扩张。因此，对环爪定尺寸就不必很麻烦了。最好该套环115具有L形的横截面，以致在配合面116的前面具有一个对几何纵轴13垂直布置的环形面117，该环形面靠置在环爪113、114的自由端面118、119上，并例如借助于在圆周上分布的螺钉120被固定住。可以理解，这种形式的套环也可同样地设置在根据图2的单级切削头11上。

Claims (21)

1、一个用于切削加工一个工件的与一个几何纵轴同心的外周面的装置，具有一个切削头，它在轴向上可盖过工件的外周面；还具有一个安装在切削头上的刀片，该刀片的切削刃以第一可预定径向距离地相对几何纵轴平行延伸；还具有至少一个设置在切削头上的导向面，它可滑动地靠置在工件外周面的部分区域上，其特征在于：

导向面(48)是在一个导向块(45)上构成的，该导向块可拆地安装在切削头(11)上。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：导向块（45）在径向上相对几何纵轴（13）可调节地支承在切削头（11）上。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于：切削头（11）具有一个平坦的支承面（41），它为相对于内何纵轴（13）的一个矢状平面，其中支承面（41）的径向内棱边（42）以第二径向预定距离布置，该距离大于第一径向距离;切削头（11）具有一个支撑壁（44），它大致垂直于支承面（41）地布置并连接到该支承面的径向外棱边上;导向块（45）具有一个大致垂直于导向面（48）布置的第一平侧面（51）及一个在导向面（48）对面的基面（49）;导向块（45）的第一侧面（51）借助至少一个夹紧螺栓（57）被固定地压在支承面（41）上，该夹紧螺栓（57）一方面连接在切削头（11）上，而另一方面又连接在导向块（45）上;在切削头（11）的支撑壁（44）中至少设有一个大致径向可拧入的加压螺栓（63），它的径向内端面至少可间接地压在导向块（45）的基面（49）上;并且导向块（45）借助于加压螺栓（63）在夹紧螺栓（57）固定夹紧的情况下可相对于切削头（11）在十分之几毫米的范围中移动。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于：在切削头（11）中设有一个垂直地通到支承面（41）的螺孔（60），用于固紧螺栓（57）的丝杆（59）;导向块（45）具有一个与第一侧面（51）平行对置的第二平侧面（52），并具有通到第一及第二侧面上的横向孔（55），该孔可以留有余隙的方式接收夹紧螺栓（57）的丝杆（59），其中夹紧螺栓（57）的螺帽（58）支承地靠置在第二侧面（52）上。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：切削头（11）是由两个相对几何纵轴（13）在径向上以一定距离对置的环爪（15，16）构成的，这两个环爪在轴向上从一个共同的盘形基体（12）上彼此平行地伸出，其中从轴向上看每个环爪（15，16）具有大致圆环段的形状，并具有一个朝向几何纵轴（13）的圆筒形内壁段面（17，34）和一个与几何纵轴（13）同轴的圆柱形外壁段面（18，35），并且每个环爪具有两个彼此由圆环段的弧长隔开的第一及第二纵向壁（19，21，36，37），它们均是矢状布置的，其中在第一环爪（15）的内壁段面（17）及第一纵向壁（19）之间的第一边缘区域中设置了刀片（28），在第二环爪（16）的内壁段面（34）及第一纵向壁（36）之间的第一边缘区域中安装了第一导向块（45），以使得切削刃（32）与导向面（48）至少大致在一根直径上相对于几何纵轴（13）彼此相对置。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在第一环爪（71）的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中安装了第二导向块，并使得该导向块的导向面（73）相对于切削刃（32）大约相差50至60度角优选是55度角滞后地布置。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：两个环爪（71，74）均延伸在约50至90度角优选是在80度角的弧长上。

8、根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在第一环爪（79）的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中安装了第二导向块（75）;并且在第二环爪（81）的内壁段面及第二纵向壁之间的第二边缘区域中安装了第三导向块（76），其中两个环爪（79，81）均延伸在约100至120度角优选是在110度角的弧长上，并且这三个导向面（77，48，78）彼此以约90度角错开。

9、根据权利要求3及权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于：导向块（45）被设置在圆环结构中，其中在内壁段面（34）及纵向壁（36）之间的相应边缘区域中构成一个V型槽（39），该槽的第一壁区域构成支承面（41）而它的第二壁区域限定了支撑壁（44）。

10、根据权利要求5所述的装置，其特征在于：至少第二环爪（16）的圆筒形内壁段面（34）构成参照面，其是相对几何纵轴（13）以标定的径向距离被精确的加工出来的，尤其是被磨削而成的。

11、根据权利要求5所述的装置，其特征在于：一个与几何纵轴（13）同心的夹持杆（14）是从基体（12）上朝与环爪（15，16）相反的轴向上伸出设置的。

12、根据权利要求5所述的装置，其特征在于：在两个环爪（113，114）上可卡置一个整体的套环（115），该套环用其与几何纵轴（13）同轴的圆筒形内配合面（116）固定地靠置在圆柱形的外壁段面上。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于：套环（115）具有L形横截面，为的是在圆筒形配合面（116）的前面具有一个相对几何纵轴（13）垂直布置的环形面（117），该环形面靠置在环爪（113，114）的自由端面（118，119）上。

14、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：导向面（48）构成圆柱形外段面，它的中间轴平行于几何纵轴（13）地布置。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征在于：导向面（48）的轴向长度大约相当于刀片（28）的切削刃（32）的长度。

16、根据权利要求14所述的装置，其特征在于：导向面（48）制成具有凸的圆柱形外段面。

17、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：导向面由导向块上设有硬材料层的区域构成。

18、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：导向块（45）由一个块基体（46）及一个不可拆地设置在其上的硬金属附件（47）组成，该硬金属件具有导向面（48）。

19、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在切削头（11）中构有冷却介质通道（66，67，68，69），通过这些介质通道可使冷却介质不仅被引导到刀片（28）的区域中而且也可被引导到导向面（48）的区域中。

20、根据权利要求5及19所述的装置，其特征在于：冷却介质通道在盘状基体中通到与轴平行的孔（68，69）中，其中每个孔相对于切削刃（32）或导向面（48）的位置超前一个预定的角度布置。

21、根据权利要求5至8中任一项所述的装置，其特征在于：两个环爪（15，16，71，74，79，81，113，114）包括固定其上的刀片及一个或多个将导向块布置成至少大致重量相等的或相对几何纵轴（13）对称平衡的设置。

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