CN110557942A - 用于滚珠轨道式铣削机的铣头、具有这种铣头的滚珠轨道式铣削机、制造滚珠轨道式铣削机的切削刃的方法、实施该方法的计算机程序产品、具有这种计算机程序产品的数据载体和实施该方法的磨床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于滚珠轨道式铣削机(3)的铣头(1)，铣头具有假想的中轴线(M)、作业侧的第一端部(5)和沿着中轴线(M)看与第一端部相对的夹紧侧的第二端部(7)和至少一个几何结构限定的切削刃(9)，切削刃从面对铣头的第一端部的第一切削刃端部(11)朝铣头的第二端部的方向沿着切削刃(9)的切削刃走向延伸至面对铣头的第二端部的第二切削刃端部(13)，至少一个切削刃(9)构造成对应于该至少一个切削刃(9)的切削面(15)和第一自由面(17)之间的切割线，在此，至少一个切削刃(9)具有负的切削角(α)、第一自由角(β)和一个楔形角(γ)。其中，负的切削角(α)的绝对值在第一切削刃端部(11)的区域中与在第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，第一自由角(β)在第一切削刃端部(11)的区域中与在第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，楔形角(γ)沿着切削刃走向为恒定的。

Description

用于滚珠轨道式铣削机的铣头、具有这种铣头的滚珠轨道式 铣削机、制造滚珠轨道式铣削机的切削刃的方法、实施该方法 的计算机程序产品、具有这种计算机程序产品的数据载体和 实施该方法的磨床

技术领域

本发明涉及用于滚珠轨道式铣削机的铣头、具有这种铣头的滚珠轨道式铣削机、用于制造滚珠轨道式铣削机的切削刃的方法、用于实施这种方法的计算机程序产品、具有这种计算机程序产品的数据载体和用于实施该方法的磨床。

背景技术

此处所述类型的滚珠轨道式铣削机例如由德国公开文献DE 10 2014 208125A1公开。这种滚珠轨道式铣削机的铣头具有假想的中轴线以及作业侧的第一端部和沿着中轴线看与该第一端部相对的夹紧侧的第二端部。铣头还具有至少一个几何结构特定的切削刃，该切削刃从面对铣头的第一端部的第一切削刃端部朝铣头的第二端部的方向沿着切削刃的走向延伸至面对铣头的第二端部的第二切削刃端部。在此，至少一个切削刃构造成在切削面和自由面之间的切割线，这些切削面和自由面分别对应于切削刃并沿着切削刃相交。此外，至少一个切削刃具有一个负的切削角(Spanwinkel)、第一自由角和一个楔形角。

已知的铣头具有限定的使用寿命，在此，尤其是在使用较长时间的情况下在至少一个切削刃的区域中会产生尖锐的棱边，该尖锐的棱边又导致沿着切削刃的走向发生断裂。在此，磨削不是沿着切削刃的走向均匀地分布的，而是具有显著的磨损轮廓(Abnutzungsprofil)。在此，至少一个切削刃在第二切削刃端部的区域中比在第一切削刃端部的区域中明显更快地或更严重地被磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供用于滚珠轨道式铣削机的铣头、具有这种铣头的滚珠轨道式铣削机、用于制造滚珠轨道式铣削机的切削刃的方法、用于实施这种方法的计算机程序产品、具有这种计算机程序产品的数据载体和用于实施该方法的磨床，其中，没有所述缺点。

该目的通过独立权利要求的对象实现。有利的构造方案由从属权利要求中得出。

该目的尤其通过用于前述类型的滚珠轨道式铣削机的铣头实现，铣头的特征是，负的切削角在第一切削刃端部的区域中、尤其是在第一切削刃端部上与在第二切削刃端部的区域中、尤其是在第二切削刃端部上具有不同的值。第一自由角同样在第一切削刃端部的区域中、尤其是在第一切削刃端部上与在第二切削刃端部的区域中、尤其是在第二切削刃端部上具有不同的值。楔形角沿着切削刃走向恒定。由此在楔形角沿着切削刃走向从第一切削刃端部至第二切削刃端部无变化，而一方面负的切削角及另一方面自由角在第一切削刃端部的区域中分别具有与在第二切削刃端部的区域中获得的不同的值。以这种方式根据加工工件期间的各个瞬时作用情况使得至少一个切削刃在不同区域沿着其切削刃走向调节几何结构设计，由此降低了切削刃的磨损并且优选降低了在加工工件期间的振动。这也有助于铣头的更长的使用寿命。

在此所述类型的铣头以及滚珠轨道式铣削机尤其用于制造万向节轴的铰接头、十分特别用于制造同步万向节的滚珠运行面。滚珠运行面尤其用于在这种铰接头的外部以及在其内部制造也称为滚珠轨道的滚珠运行面。在此这种铣头为了加工滚珠运行面而相对于待加工的工件以特定的偏角设置。偏角是指铣头的假想的中轴线相对于切线所具有的角，切线贴在铣头的切削刃与工件表面的瞬时接触点上。在此至少一个切削刃点状地或至少大致点状地在接触点的区域中接触待加工的工件，其中，该接触点在加工工件时在切削刃上不是恒定的，而是沿着切削刃走向移动。这尤其一方面由铣头的有限的偏角以及另一方面由铣头和待加工的工件之间的特殊相对运动得到，该相对运动用于产生工件中的滚珠运行面。在此一方面实现了围绕假想的中轴线的相对转动以沿着假想的圆周线产生滚珠运行面，而另一方面实现了工件和铣头之间的合适的相对移动以沿着滚珠运行面的纵向延伸垂直于假想的圆周线产生滚珠运行面。特别优选铣头围绕假想的中轴线旋转，而同时工件优选以椭圆形运动围绕铣头的假想的中轴线环绕，使得滚珠运行面总体上沿着其纵向延伸构造。在加工滚珠运行面期间，至少一个切削刃从第一切削刃端部进入工件的待加工的材料中，其中，切削刃上的接触点在继续加工过程中从第一切削刃端部朝第二切削刃端部的方向移动。切削刃进入尤其构造成半圆的滚珠运行面中且切削刃从该材料中再次出来的位置产生待施加的切割力的突跃，突跃也称为切割力中断，并且有利于铣头的不期望的振动。这对切削形成以及使用寿命有不利的影响。此处提及的至少一个切削刃的合适几何结构使得其能够在工件加工过程中与接触点的移动相协调并且同时降低了前述振动，从而总体上改善了铣头的使用寿命。

可使铣头仅具有一个且恰好一个几何结构限定的切削刃。但是在另一实施例中也可使铣头具有多个几何结构限定的切削刃、尤其是两个几何结构限定的切削刃、三个几何结构限定的切削刃、四个几何结构限定的切削刃或五个几何结构限定的切削刃。当然也可为更多数量的几何结构限定的切削刃。但是非常特别优选，铣头具有四个几何结构限定的切削刃。优选设置在铣头上的所有几何结构限定的切削刃都相同并且尤其构造成，如此处以及下面针对至少一个几何结构限定的切削刃所阐述地。

铣头可与滚珠轨道式铣削机的其他元件、尤其与滚珠轨道式铣削机基体构造成一件，从而在此尤其涉及滚珠轨道式铣削机的铣头。但是铣头也可与滚珠轨道式铣削机的其余部件构造成多件式的，其中，铣头例如可经由接口、例如借助包括连接的定心锥以及沿周向方向包围定心锥的平面的螺纹与滚珠轨道式铣削机基体连接以使铣头位置精确地固紧在滚珠轨道式铣削机基体上。这种一件式的以及多件式的构造方式、尤其相应的接口是已知的，因此不再详述。

铣头的作业侧的端部尤其理解为沿着假想的中轴线看在通过铣头加工工件期间按规定面对工件的端部。因此，铣头的夹紧侧的端部理解为沿着中轴线看在加工工件期间按规定背离工件的端部，其中，为该端部配备铣头或滚珠轨道式铣削机的夹紧区段。如所述，铣头可以夹紧区段与或滚珠轨道式铣削机基体连接。或滚珠轨道式铣削机一方面可以合适构造的夹紧区段与其他的工具元件，例如适配器、间隔件、延长件等连接，或直接与机器主轴连接。对此，滚珠轨道式铣削机尤其可具有夹紧杆，夹紧杆适合夹紧到另一工具部件和/或机器主轴中。这种夹紧杆例如可构造成圆柱形、圆锥形，例如构造成莫氏锥或空心轴锥(HSK)。

为至少一个切削刃配备切削面尤其是指，切削面直接连接在至少一个切削刃上。相应地，第一自由面直接连接在切削刃上。这尤其也通过切削刃构造成切削面与第一自由面的切割线而实现。

为至少一个切削刃配备负的切削角尤其是指切削面具有负的切削角。这种负的切削角尤其有利于加工硬的材料，用较大硬度和耐高温性的刀刃材料加工该硬的材料。通常此处所述类型的工件以已经硬化的形式被铣头切削加工。借助负的切削角可实现更高的切割力和更短的切屑。合适的硬的刀刃材料由于其内部晶体结构具有耐压应力的特性，该压应力在切削角为负时出现。同时该刀刃材料具有大的硬度和耐高温性。而正的切削角在切削中断时产生拉应力，但是这可使相应的硬的刀刃材料非常快速失效。因为这种硬的刀刃材料对拉应力具有不利的性能、尤其对拉力具有很低的材料内抗性。因此在正的切削角的情况下容易导致切削刃断裂。

此外需要注意的是，为了加工更硬、更脆的材料，楔形角应选择得尽可能地大，以在切削加工具有较高强度和硬度的材料时确保所需的稳定性。

切削角是切削面与假想的平面包围的角，切削刃在假想的平面中伸延，并且切削面局部地垂直于通过切削刃加工的工件面。对此，逆着加工方向看，在切削面相对于假想的平面回缩时，即，切削刃在后时，切削角具有正值，而在加工方向上看切削面在切削刃之前、即沿加工方向布置在假想的平面之前时切削角具有负号。

自由角是自由面与加工的工件平面或在切削刃的区域中贴在待加工的工件上的切线平面所包围的角，其中，切削刃也位于该工件平面中或切线平面中。用于提供自由角的工件平面或切线平面(一方面)和用于提供切削角的假想的平面彼此垂直并且在切削刃中相交。自由角尤其使得铣削头离开加工的工件表面，其中在切削刃和加工工件之间的摩擦和加热最小。

楔形角是一方面切削面和另一方面第一自由角彼此包围的角。

一般地，切削角在考虑到为其分配的符号的情况下与第一自由角和楔形角相加始终等于90°，整圆为360°。

楔形角可由切削角(在考虑其符号的情况下)和第一自由角算出。相反，第一自由角可由楔形角和切削角算出。

根据本发明的改进方案设置成，沿着切削刃走向在至少一个切削刃上没有两个彼此不同的点，在该点上至少一个切削刃的切削角具有相等的绝对值和/或具有相等的第一自由角。这尤其意味着，负的切削角的绝对值和/或自由角沿着切削刃走向在切削刃上没有两个不同点是相等的。由此负的切削角的绝对值在沿着切削刃走向的每个点上都不同。可替代地或附加地，自由角在沿着切削刃走向的每个点上都不同。这实现了用于减小在加工工件期间出现振动以及用于提高铣头使用寿命的在几何结构方面特别有利的切割几何结构。

根据本发明的改进方案设置成，负的切削角的绝对值和/或第一自由角沿着切削刃走向连续变化。连续变化在此尤其理解为用于切削角的绝对值和/或第一自由角的值的连续变化、非常特别地连续且可微分的变化，其中尤其在相应的值中没有出现突跃。特别优选地，负的切削角的绝对值和/或第一自由角沿着至少一个切削刃的切削刃走向线性变化。因此避免了切割几何结构的突变，这有利于避免振动和提高铣头的使用寿命。

根据本发明的改进方案设置成，负的切削角的绝对值在第一切削刃端部的区域中、尤其在第一切削刃端部上比在第二切削刃端部的区域中、尤其在第二切削刃端部上更小。可替代地或附加地优选设置成，第一自由角在第一切削刃端部的区域中、尤其在第一切削刃端部上比在第二切削刃端部的区域中、尤其在第二切削刃端部上更小。以这种方式如此协调切割几何结构的耐受性和稳固性，使得至少一个切削刃沿着其切削刃走向在此具有更高的稳定性，否则其经受更大的磨损，其中，至少一个切削刃在具有较小的磨损的同时设计得更易切割。因此尤其可使得在切削刃的走向上的磨损一致，由此总体上提高了铣头的使用寿命。沿着切削刃走向恒定的楔形角使得，切割几何结构的稳定性与持久耐性在切削刃走向的任何部位都没有通过减小的楔形角而降低。

通过一方面沿着切削刃走向改变负的切削角和自由角并且另一方面保持恒定的楔形角基本上使得切割几何结构在切削刃从第一切削刃端部至第二切削刃端部的走向中在横截面中看是扭转的。尤其切削面基于切削角和自由角的走向而沿着切削刃具有扭曲的走向，其中，切削面的法向量基本在切削刃从第一切削刃端部朝第二切削刃端部的走向中朝铣头的外圆周的方向扭转。这尤其在第二切削刃端部的区域中，即在传统的铣头中出现更大磨损处产生切割几何结构的更大的稳定性。

根据本发明的改进方案设置成，使得负的切削角的绝对值沿着切削刃走向、尤其从第一切削刃端部至第二切削刃端部以相等的程度逐渐增加，第一自由角也以该程度逐渐增加。切削角的绝对值尤其以与第一自由角的值相等的比例逐渐增加。

为了清楚可加入，在切削刃走向中处处的负的切削角在考虑其符号的情况下在其绝对值从第一切削刃端部开始朝第二切削刃端部的方向上逐渐增加时始终越来越小、即变成更大的负值。

根据本发明的改进方案设置成，切削角的宽度在第一切削刃端部的区域中、尤其在第一切削刃端部上比在第二切削刃端部的区域中、尤其在第二切削刃端部上更大。对此，切削面的宽度优选沿着切削刃走向连续地从第一切削刃端部至第二切削刃端部连续地、尤其线性地减小。这在给定切削刃轮廓时、即在预先确定切削刃走向时由一方面切削角以及另一方面自由角沿着切削刃走向的发展获得。

此处提及的在宽度方面变化的且沿着其走向扭曲的切削面也称为跟随的负斜面。跟随的负斜面尤其使得在第二切削刃端部的区域中能够提高切削刃几何结构的稳定性并且因此在降低振动的同时改进铣头的使用寿命。

根据本发明的改进方案设置成，切削面的宽度在第一切削刃端部的区域中最大为0.4mm、优选最大为0.3mm，其中，切削面的宽度在第二切削刃端部的区域中至少为0.1mm、优选至少为0.15mm。在这些值的情况下特别实现了所述优点。

根据本发明的改进方案设置成，切削刃走向构造成直的、弯曲的和/或螺旋的。对此，切削刃走向可尤其平行于假想的中轴线，或与假想的中轴线包围有限的角。对此可使该角沿着切削刃走向变化或为恒定的。此处所述的切削刃走向的构造方案尤其涉及实际的切削刃走向在空间中在假想的圆柱形圆周面上的假想投影，该假想的圆柱形圆周面同心地围绕中轴线延伸。因此，实际上切削刃走向始终是弯曲的，因为铣头至少在至少一个切削刃的区域中构造成半球形或大致半球形。但是在围绕中轴线的假想的圆柱形圆周面上的投影中该曲率消失，从而在投影中可特别简单地判断出，切削刃是否平行于中轴线，相对于中轴线成角度或螺旋形地环绕中轴线。

铣头由此总体上至少在其作业侧的端部的区域中具有半球形的或至少大致半球形的几何结构，至少一个切削刃跟随该几何结构的曲率，其中尤其可以这种方式制造滚珠运行轨道、尤其是具有的直径与假想的半球的直径相应的滚珠运行轨道。

根据本发明的改进方案设置成，负的切削角的绝对值在第一切削刃端部的区域中、尤其在第一切削刃端部处从至少10°至最高19°，优选从至少12°至最高17°，优选从至少14°至最高16°，优选15°。可替代地或附加地，负的切削角的绝对值在第二切削刃端部的区域中、尤其在第二切削刃端部处从至少20°至最高30°，优选从至少22°至最高28°，优选从至少24°至最高26°，优选25°。

可替代地或附加地，第一自由角在第一切削刃端部的区域中、尤其在第一切削刃端部处优选从至少5°至最高10°，优选从至少6°至最高8°，优选7°。可替代地或附加地，第一自由角优选在第二切削刃端部的区域中、优选在第二切削刃端部处优选从至少15°至最高20°，优选从至少16°至最高18°，优选17°。

在此处给出的用于负的切削角的绝对值和/或第一自由角的值尤其实现了铣头的所述优点。

根据本发明的改进方案设置成，在第一自由面上在圆周侧连接第二自由面，为第二自由面配备第二自由角。对此，术语“圆周侧”尤其涉及同心地环绕假想的中轴线的圆周线。对此，第二自由面尤其直接紧邻第一自由面，其中，第一自由面布置在切削刃和第二自由面之间。

优选地，第二自由角沿着切削刃走向处处大于第一自由角。

根据本发明的改进方案设置成，第二自由角沿着切削刃走向为恒定的。尤其优选第二自由角从至少16°至最高21°、优选从至少17°至最高19°、优选18°。

反向于加工方向来看尤其相比于第一自由面明显下降的第二自由面在保持切割几何结构不变的情况下改进了在刀刃和加工材料之间的设置并且降低了摩擦以及加热。

根据本发明的改进方案设置成，铣头具有基体。对此可使至少一个切削刃直接构造在基体上、尤其由基体加工而成。可替代地，可使至少一个切削刃构造在与基体连接的切割部件上。

基体优选具有实心硬金属或由实心硬金属构成。在切削刃直接构造在基体上的情况下，基体优选具有至少局部施加、尤其按压到实心硬金属上的硬质材料层，优选由立方氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)和多晶金刚石(PKD)构成，其中，至少一个切削刃构造在硬质材料层上、尤其由硬质材料层加工而成。而如果至少一个切削刃构造在与基体连接的切割部件上，基体可尤其由实心硬金属构成，其中，切割部件优选具有硬质材料或硬质材料构成，其中，切割部件尤其具有选自如下组的材料或由该材料构成，该组由立方氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)和多晶金刚石(PKD)构成。

切割部件优选尤其通过钎焊、优选通过硬钎焊与基体连接。尤其可使切割部件钎焊到基体中。

原则上也可使切割部件以不同方式、例如通过螺旋夹紧固定在基体上，由此切割部件在达到使用寿命终止之后会更换新的切割部件。但是对此由于相比于钎焊，切割部件的布置稳定性较低以及产生的更换不精确性而具有更低的使用寿命。此外可更换的切割部件可提高在加工中的不精确性并最终增大加工工件时的公差。与此相对，牢固焊接的切割部件使得明显提高了使用寿命并且避免了更换时的不精确性，从而也提高了加工精确性并且改进了加工工具的可实现的公差。

该目的也通过提供一种滚珠轨道式铣削机实现，该滚珠轨道式铣削机具有根据前述实施例中任一项所述的铣头。对此，结合滚珠轨道式铣削机尤其实现了已经结合铣头阐述的优点。如同样所述，铣头可与滚珠轨道式铣削机的其余部件、尤其与滚珠轨道式铣削机基体构造成一件。但是也可使铣头与滚珠轨道式铣削机基体构造成多件式并且可借助合适的接口固定在其上。该构造方案的优点是，铣头在其使用寿命结束时可以简单的方式更换，而同时无需处理和更换滚珠轨道式铣削机基体。

该目的也通过提供用于制造滚珠轨道式铣削机的切削刃的方法实现，其中切削刃通过磨削直接在铣头的基体上制成或在铣头的切割部件上制成，其中，切削刃制成为切削面和自由面之间的切割线，其中，切削刃构造有负的切削角，切削角的绝对值在按规定面对铣头的作业侧端部的第一切削刃端部的区域中与在按规定面对铣头的夹紧侧端部的第二切削刃端部的区域中具有不同的值，其中，切削刃构造有自由角，自由角在第一切削刃端部的区域中与在第二切削刃端部的区域中具有不同的值，并且其中，切削刃构造有楔形角，楔形角沿着切削刃的切削刃走向在第一切削刃端部和第二切削刃端部之间为恒定的。结合方法尤其实现了已经结合铣头(一方面)以及滚珠轨道式铣削机(另一方面)所阐述的优点。

尤其磨削基体或切割部件，其中，通过磨削基体或切割部件使切削刃作为切削面和自由面之间的切割线制成。

尤其通过磨削选自切削面和自由面中的至少一个面、优选通过磨削切削面和自由面使切削刃作为自由面和切削面之间的切割线制成。

如果在铣头的切割部件上制造切削刃，这优选根据方法的第一实施方式在将切割部件固定在铣头上之后、尤其在使切割部件与铣头钎焊或钎焊到铣头中之后进行。对此切割部件优选与铣头硬钎焊。可替代地，根据方法的另一实施方式可使切割部件在固定在铣头上之前被磨削，由此制造切削刃。但是在这种情况下可在切割部件固定在铣头上之后再加工切削刃，尤其确保切削刃的尺寸精确性。

借助该方法、尤其通过将切削刃直接制造在铣头的基体上或切割部件上，优选获得了根据本发明的铣头或根据前述实施例中任一项所述的铣头。必要时对此还在磨削之后使切割部件固定在铣头上、尤其通过钎焊、优选通过硬焊接固定。

该目的也通过提供一种计算机程序产品实现，该计算机程序产品具有机器可读的指令，在用于操控磨床并且优选与磨床有效连接以进行操控的计算设备上运行计算机程序产品时，基于该指令实施根据本发明的方法或根据前述实施方式中任一项所述的方法。此时基于机器可读的指令，计算设备尤其操控磨床来制造切削刃。结合计算机程序产品尤其实现了已经结合铣头和/或滚珠轨道式铣削机所述的优点。

尤其计算机程序产品包括计算机可读的指令，基于该指令借助磨床磨削铣头的布置在磨床上或中的基体或这种铣头的切割部件，其中，通过磨削在切削面和自由面之间的切割线制造切削刃，尤其通过磨床磨削选自自由面和切削面中的至少一个面来制造。优选通过磨床磨削自由面和切削面。

该目的也通过提供一种数据载体实现，在数据载体上存储根据本发明的计算机程序产品或根据前述实施例中任一项所述的计算机程序产品。数据载体优选构造成易失性或非易失性的数据载体。数据载体可尤其为计算设备的主存储器，只读存储器，特别是计算设备的硬盘或硬盘设备，或移动数据载体，例如磁带存储器，软盘，CD-ROM，DVD，USB棒，存储卡等。数据载体也可构造成数据云，即尤其作为多个计算设备的网络存储器，特别是所谓的云。

结合数据载体尤其实现了已经结合铣头或滚珠轨道式铣削机所述的优点。

最后该目的也通过提供磨床实现，磨床设置成用于实施根据本发明的方法或根据前述实施方式中任一项所述的方法。结合磨床尤其实现了结合铣头或滚珠轨道式铣削机所述的优点。

磨床优选具有计算设备，在计算设备上运行根据本发明的计算机程序产品或根据前述实施例中任一项所述的计算机程序产品。可替代地或附加地，磨床优选具有根据本发明的数据载体或根据前述实施例中任一项所述的数据载体。

该方法尤其设置用于制造根据本发明的铣头或根据前述实施例中任一项所述的铣头。就此方面，该方法优选具有至少一个方法步骤，该至少一个方法步骤由根据本发明的铣头或根据所述实施例中任一项所述的铣头的至少一个特征或特征组合决定。尤其结合铣头明确或暗示阐述的方法步骤优选是该方法的优选实施方式的单个步骤或步骤的组合。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。在此示出：

图1示出了用于滚珠轨道式铣削机的铣头的实施例的详细视图；

图2示出了沿着图1所示的第一剖切线A-A的第一详细截面图，以及

图3示出了沿着图1所示的第二剖切线B-B的第二详细截面图。

具体实施方式

图1示出了用于滚珠轨道式铣削机3的铣头1的第一实施例的详细视图，滚珠轨道式铣削机3超出铣头1而未进一步示出。铣头1具有假想的中轴线M，中轴线M相应于铣头1以及滚珠轨道式铣削机3的在按规定加工未示出的工件时的转动轴线。由此铣头1以及尤其是滚珠轨道式铣削机3在加工工件期间优选围绕中轴线M旋转。

铣头1具有在作业侧的第一端部5和沿着中轴线M与第一端部5相对的在夹紧侧的第二端部7，在此在图1的详细视图中未示出该第二端部，其中，在加工工件时第一端部5按规定面对工件，在此，第二端部7面对滚珠轨道式铣削机3的夹紧区段或具有铣头1的夹紧区段。

铣头1还具有至少一个几何结构限定的切削刃，在此总共有四个几何结构限定的切削刃，为清楚起见仅用附图标记9示出其中一个切削刃。

下面针对在此明确示出的几何结构限定的切削刃9所阐述的全部内容也完全适用于铣头1的为了清楚而未示出的另外三个几何结构限定的切削刃。即，四个几何结构限定的切削刃9的构造相同。因此为了简单，下面仅详细描述一个几何结构限定的切削刃9。

几何结构限定的切削刃9从面对第一端部5的第一切削刃端部11朝第二端部7的方向沿着切削刃走向延伸至第二切削刃端部13，在此，术语“切削刃走向”表示几何结构限定的切削刃9从第一切削刃端部11至第二切削刃端部13的延伸或走向。

切削刃9构造成在切削面15和第一自由面17之间的切割线，这些切削面15和第一自由面17分别对应于切削刃9。在此，切削面15具有负的切削角。除了负的切削角，切削刃9还具有第一自由角和楔形角，对第一自由角和楔形角将结合图2和图3详细阐述。

在铣头1中尤其设置成，负的切削角的绝对值在第一切削刃端部11的区域中与在第二切削刃端部13的区域中具有不同的值，在此，第一自由角在第一切削刃端部11的区域中与在第二切削刃端部13的区域中具有不同的值。楔形角沿着从第一切削刃端部11至第二切削刃端部1的切削刃走向是恒定的。

尤其是切削刃9沿着切削刃走向没有两个彼此不同的点，在这些点上负的切削角和/或第一自由角的绝对值相同。特别优选地，切削角和/或第一自由角的绝对值连续变化、尤其是沿着切削刃9的切削刃走向线性变化。

负的切削角的绝对值在第一切削刃端部11的区域中、尤其是在第一切削刃端部11处优选比在第二切削刃端部13的区域中、尤其是在第二切削刃端部13处更小。可替代地或附加地，第一自由角在第一切削刃端部11的区域中、尤其是在第一切削刃端部11处优选比在第二切削刃端部13的区域中、尤其是在第二切削刃端部13处更小。

负的切削角的绝对值沿着切削刃走向从第一切削刃端部11朝第二切削刃端部13尤其以第一自由角逐渐增大的方式而逐渐增大。即，负的切削角和第一自由角的绝对值尤其是以相同的比例逐渐增大。

根据图1还可清楚看出，切削面15的宽度在第一切削刃端部11的区域中、尤其是在第一切削刃端部11处优选比在第二切削刃端部13的区域中、尤其是在第二切削刃端部13处更大。在此，优选切削面15的宽度也优选沿着切削刃走向连续变化、尤其是该宽度从第一切削刃端部11至第二切削刃端部13线性地逐渐减小。切削面15就此也可称为跟随的负斜面(nachgeführte Negativfase)。

优选地，切削面15的宽度在第二切削刃端部13的区域中至少为0.1mm，优选为至少0.15mm，在此，切削面15的宽度在第一切削刃端部11的区域中最多为0.4mm，优选至多0.3mm。

根据图1还可清楚看出，切削面15从第一切削刃端部11直至第二切削刃端部13具有近似扭绞的走向，在此，切削面15的假想的法向量在从第一切削刃端部11直至第二切削刃端部13的走向中向外朝铣头1的外周边的方向扭转。

可使切削刃9尤其是在围绕中轴线M的圆柱形周面上的投影中具有直的、弯曲的和/或螺旋的走向。切削刃尤其可以平行于假想的中轴线或与中轴线包围一个有限的角。

在此示出的实施例中，铣头1具有基体19，基体19优选包括实心硬金属或由实心硬金属构成。在此切削刃9在此构造在与基体19连接的、尤其优选通过硬焊的方式焊接在基体19上的切割部件21上。尤其是为四个切削刃9中的每一个都设置自身的切割部件21。这优选与铣头1实际上具有多少切削刃9无关地实现。因此优选始终为每个切削刃9配备自身的切割部件21。

切割部件21优选具有选自如下组的材料或由该材料构成，该组材料包括立方氮化硼(kubischem Bornitrid，CBN)、多晶立方氮化硼(polykristallinem kubischenBornitrid，PCBN)和多晶金刚石(polykristallinem Diamant，PKD)。

可替代地，也可将切削刃9直接构造在基体19上、尤其是由基体加工而成。在这种情况下基体19优选具有实心硬质金属体和压制在该实心硬质金属体上的硬质材料层，切削刃9由该硬质材料层加工而成。该硬质材料层优选具有选自如下组的材料或由该材料构成，该组材料包括立方氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)和多晶金刚石(PKD)。

图2示出了根据图1所示第一剖切线A-A的详细横截面图。在图2中示出的第一横截面比在图3中示出的第二横截面更靠近第一切削刃端部11布置，第二横截面在图1中通过第二剖切线B-B示出，其中，根据图3的详细横截面图更靠近第二切削刃端部13地布置。

在所有附图中，对相同的以及功能相同的元件采用相同的附图标记，在此分别参考前面的描述。

在图2中尤其示出了假想的工件平面23以及假想的平面25，假想的工件平面也可作为经加工的工件的切面，假想的平面25垂直于假想的工件平面23，并且假想的工件平面23和假想的平面25在切削刃9中相交。在此，在加工工件期间切削刃9尤其是在接触点接触工件，接触点位于假想的工件平面23和假想的平面25中，在此，假想的工件平面23尤其是构造成工件上的位于接触点的切面。

切削角15作为切削面15与假想的平面25包围的角，在此为了简单起见示出了在绝对值上与切削角相等的角α，在此，基于简单的几何结构考量实现了在示出的角α和切削角之间的同一性。因此在下面为简单起见切削角也称为切削角α。

在此借助箭头P1示出了铣头1的加工方向，切削刃9沿着加工方向相对于工件移动。可清楚看出，沿加工方向切削面15在假想的平面25以及切削刃9之前。因此切削刃α配设有负号。

第一自由角β是自由面17与假想的工件平面23包围的角。

最后，楔形角γ是切削面15与自由面17包围的角。

在此适用以下等式，切削角α在考虑其符号的情况下与楔形角γ和第一自由角β相加等于90°，在此，整圆的角度为360°。

在此例如楔形角γ和第一自由角β的和恰好为负的切削角α比90°大的绝对值，由此在楔形角γ和第一自由角β的和减去切削角的绝对值(由于切削角具有负号)的情况下正好得到90°。

在图2中也标出了切削面15的宽度b。

图3如前所述地示出了沿着图1示出的第二剖切线B-B的第二横截面细节图。

图2和图3的比较示出了，负的切削角α的绝对值以及第一自由角β的绝对值在第一切削刃端部11的区域中比在第二切削刃端部13的区域中小。在此，它们尤其在根据图2的剖切平面中具有第一值α1、β1，第一值小于根据图3的剖切平面的第二值α2、β2。但是在此一方面切削角α的变化另一方面自由角β的变化，使得楔形角γ为恒定的。

图2和图3的比较总体上还示出了，从第一切削刃端部11至第二切削刃端部13的切割几何结构近似为扭转的，在此沿顺时针扭转。

同时在预先给定切削刃9的切削刃走向时实现了，切削面15的宽度b从第一切削刃端部11直至第二切削刃端部13逐渐减小。就此方面，图2中的切削面15具有较大的第一宽度b1而在图3中的切削面具有较小的第二宽度b2。

优选在此所述的负的切削角α的绝对值在第一切削刃端部11的区域中、尤其是在第一切削刃端部11处从至少10°至最高19°，优选从至少12°至最高17°，优选从至少14°至最高16°，优选为15°。其在第二切削刃端部13的区域中、尤其是在第二切削刃端部13处从至少20°至最高30°，优选从至少22°至最高28°，优选从至少24°至最高26°，优选为25°。

第一自由角β在第一切削刃端部11的区域中、尤其是在第一切削刃端部11处优选从至少5°至最高10°,优选从至少6°至最高8°,优选为7°。其在第二切削刃端部13的区域中、尤其是在第二切削刃端部13处优选从至少15°至最高20°，优选从至少16°至最高18°，优选为17°。

优选以未示出的方式在第一自由面17上沿圆周侧连接第二自由面，第二自由面配设有第二自由角。第二自由角优选沿着切削刃9的切削刃走向处处大于第一自由角β并且特别优选沿着切削刃走向为恒定的。第二自由角优选具有至少16°至最高21°、优选至少17°至最高19°、优选为18°的值。

已证实此处示出的铣头1的切割几何结构特别稳固，其中尤其是实现了在切削刃9的走向上的一致性磨损，从而提高了铣头1的使用寿命。此外还降低了加工工件时的振动，这还有利于延长铣头1的使用寿命。

切削刃9优选通过直接地磨削基体19或切削部件21制成，尤其是通过磨削从切削面15和第一自由面17中选出的至少一个面制成。优选磨削切削面15和第一自由面17，以将切削刃9制成为在切削面15和第一自由面17之间的切割线。

如果切削部件21被磨削，这优选在切削部件21已经固定在基体19上的状态下进行。可替代地，切削部件也可在固定于基体19上之前被磨削。

通过制造切削刃9优选获得铣头1。必要时在切削部件21固定于基体19之前被磨削时，还附加地允许将切削部件21固定、尤其是钎焊在基体19上。

优选借助自动化的、尤其是可编程的磨床进行磨削。在此，为了操控磨床尤其设有计算机程序产品，该计算机程序产品具有机器可读的指令，在用于操控磨床的计算设备上运行计算机程序产品时，基于这些指令在磨床上执行前述用于制造切削刃9的方法。

就此而言，本发明还包括具有这种计算机程序产品的数据载体以及用于实施该方法的磨床。

Claims (18)

1.一种用于滚珠轨道式铣削机(3)的铣头(1)，该铣头具有

假想的中轴线(M)；

作业侧的第一端部(5)和沿着所述中轴线(M)看与所述第一端部(5)相对的夹紧侧的第二端部(7)；和

至少一个几何结构限定的切削刃(9)，所述切削刃(9)从面对所述铣头(1)的第一端部(5)的第一切削刃端部(11)朝所述铣头(1)的第二端部(7)的方向沿着所述切削刃(9)的切削刃走向延伸至面对所述铣头(1)的第二端部(7)的第二切削刃端部(13)，其中，

所述至少一个切削刃(9)构造成对应于所述至少一个切削刃(9)的切削面(15)和对应于所述至少一个切削刃(9)的第一自由面(17)之间的切割线，其中，

所述至少一个切削刃(9)具有一个负的切削角(α)、第一自由角(β)和一个楔形角(γ)，

其特征在于，

所述负的切削角(α)的绝对值在所述第一切削刃端部(11)的区域中与在所述第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，

所述第一自由角(β)在所述第一切削刃端部(11)的区域中与在所述第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，以及

所述楔形角(γ)沿着所述切削刃走向是恒定的。

2.根据权利要求1所述的铣头(1)，其特征在于，沿着所述切削刃走向在所述切削刃(9)上没有两个彼此不同的点，在这些点上所述切削刃(9)的负的切削角(α)具有相等的绝对值和/或具有相等的第一自由角(β)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述负的切削角(α)和/或所述第一自由角(β)的绝对值沿着所述至少一个切削刃(9)的切削刃走向连续地、优选线性地变化。

4.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述负的切削角(α)的绝对值在所述第一切削刃端部(11)的区域中比在所述第二切削刃端部(13)的区域中小，和/或所述第一自由角(β)在所述第一切削刃端部(11)的区域中比在所述第二切削刃端部(13)的区域中小。

5.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述负的切削角(α)的绝对值沿着所述至少一个切削刃(9)的切削刃走向逐渐增加的程度与所述第一自由角(β)逐渐增加的程度相同。

6.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述切削面(15)的宽度在所述第一切削刃端部(11)的区域中比在所述第二切削刃端部(13)的区域中大。

7.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述切削面(15)的宽度在所述第一切削刃端部(11)的区域中最大为0.4mm、优选最大为0.3mm，和/或所述切削面(15)的宽度在所述第二切削刃端部(13)的区域中至少为0.1mm、优选至少为0.15mm。

8.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述至少一个切削刃(9)的切削刃走向构造成直的、弯曲的和/或螺旋的，其中，所述切削刃走向尤其是平行于假想的中轴线(M)延伸或与所述假想的中轴线(M)包围一个有限的角。

9.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，

a)所述负的切削角(α)的绝对值在所述第一切削刃端部(11)的区域中从至少10°至最高19°，优选从至少12°至最高17°，优选从至少14°至最高16°，优选15°和/或所述负的切削角的绝对值在所述第二切削刃端部(13)的区域中从至少20°至最高30°，优选从至少22°至最高28°，优选从至少24°至最高26°，优选25°；和/或

b)所述第一自由角(β)在所述第一切削刃端部(11)的区域中从至少5°至最高10°，优选从至少6°至最高8°，优选7°和/或所述第一自由角(β)在所述第二切削刃端部(13)的区域中从至少15°至最高20°，优选从至少16°至最高18°，优选17°。

10.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，在所述第一自由面(17)上在圆周侧连接第二自由面，所述第二自由面具有第二自由角，所述第二自由角优选沿着所述切削刃走向处处大于所述第一自由角(β)。

11.根据权利要求10所述的铣头(1)，其特征在于，所述第二自由角沿着所述切削刃走向为恒定的并且优选所述第二自由角从至少16°至最高21°、优选从至少17°至最高19°、优选为18°。

12.根据前述权利要求中任一项所述的铣头(1)，其特征在于，所述铣头(1)具有基体(19)，其中，所述至少一个切削刃(9)

a)直接构造在所述基体(19)上，或

b)构造在与所述基体(19)连接的、优选钎焊在所述基体(19)上的切割部件(21)上。

13.一种滚珠轨道式铣削机(3)，具有根据权利要求1至12中任一项所述的铣头(1)。

14.一种用于制造滚珠轨道式铣削机(3)的切削刃(9)的方法，其中，

-通过磨削直接在铣头(1)的基体(19)上制成所述切削刃(9)或在铣头(1)的切割部件(21)上制成所述切削刃(9)，其中，

-所述切削刃(9)构造成切削面(15)和自由面(17)之间的切割线；其中，

-所述切削刃(9)构造成具有负的切削角(α)，所述切削角的绝对值在面对所述铣头(1)的作业侧端部(5)的第一切削刃端部(11)的区域中与在面对所述铣头(1)的夹紧侧端部(7)的第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，其中，

-所述切削刃(9)构造成具有自由角(β)，所述自由角在所述第一切削刃端部(11)的区域中与在所述第二切削刃端部(13)的区域中具有不同的值，并且其中，

-所述切削刃(9)构造成具有楔形角(γ)，所述楔形角沿着所述切削刃(9)的切削刃走向在所述第一切削刃端部(11)和所述第二切削刃端部(13)之间为恒定的。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过制造所述切削刃(9)获得根据权利要求1至12中任一项所述的铣头(1)。

16.一种计算机程序产品，包括机器可读指令，在用于操控磨床的计算设备上运行所述计算机程序产品时，基于所述指令实施根据权利要求14或15中任一项所述的方法。

17.一种数据载体，具有根据权利要求16所述的计算机程序产品，所述计算机程序产品存储在所述数据载体上。

18.一种磨床，用于实施根据权利要求14或15中任一项所述的方法，所述磨床尤其具有计算设备，在所述计算设备上运行根据权利要求16所述的计算机程序产品，和/或具有根据权利要求17所述的数据载体。