CN114643380A - 压力器件控制的具有刀具定心的锪孔工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力器件控制的锪孔工具(1)，所述锪孔工具具有一个或多个设置在可转动驱动的基体(2)中的切削刀具(7)，所述刀具通过进给压力器件(13)在其枢转位置可操纵，其中至少一个刀具(7)的操纵经由至少一个由所述压力器件(13)致动的活塞缸单元(24、25)进行，其中所述至少一个刀具(7)可枢转地安装在构造为枢转轴(9a)的支承销(9)上并可以从设置在刀具壳体(3)中的刀具腔(5)枢转出，其中，在距所述枢转轴(9a)的径向距离(44、45、46)处并且在至少一个刀具(7)的枢转区域中，在所述刀具(7)和所述基体(2)的刀具窗(6)之间设置有定心装置(21、23；42、43)。

Description

压力器件控制的具有刀具定心的锪孔工具

技术领域

本发明的主题是根据权利要求1的前序部分的压力器件控制的锪孔工具。

背景技术

这种锪孔工具例如从可追溯到同一申请人的DE 10 2009 012 996 A1中已知。

与那里根据第0001至0005段的描述一致，本发明涉及在那里限定的一种锪孔工具，该锪孔工具既构造为反向锪孔工具也构造为正向锪孔工具。

本发明还涉及一种具有一个或两个可枢转出的刀具的锪孔工具，其中每个刀具能够由其自己的活塞-缸单元操纵或者两个刀具可以一起由唯一的活塞缸单元操纵。

在两个刀具的布置中还优选的是，一个刀具可以在设置在刀具壳体中的刀具窗的前部处枢转出来，而另一个刀具可以利用互补的运动顺序从刀具窗的后部枢转出来。

然而，为了更简单的描述，以下描述假设仅存在一个刀具，由压力器件操纵的活塞缸单元配置给该刀具，尽管本发明不限于单个刀具的布置。关于这种压力器件控制的锪孔工具的操作方式，通常参考DE 10 2009 012 996 A1的主题。

追溯到同一申请人的EP 2 589 451 B1描述了另一种具有活塞缸单元的压力器件控制的锪孔工具，其中在结构和操纵方式方面参考EP 2 589 451 B1的公开内容。

然而，本发明不限于锪孔工具的可以在离心力作用下枢转出的刀具。

因此，本发明还提供了压力器件控制的锪孔工具，其中以任何驱动力执行枢转出过程或枢转回过程或这两种枢转过程。

可以追溯到同一申请人的上述压力器件控制的锪孔工具可以在锪孔精度和在工件的孔中制造的锪孔的再现性方面进行优化。

在根据DE 10 2009 012 996 A1或EP 2 589 451 B1的主题操作锪孔工具期间，已经发现用于枢转支承至少一个刀具的支承孔中必须存在必要的间隙，以便(至少一个)刀具可以无故障地从刀具窗枢转出，而不会冒刀具轴承断裂的风险。这导致最大的锪孔精度和锪孔再现性为+/-0.2mm。

发明内容

因此，本发明的目的是开发一种开头提到的类型的压力器件控制的锪孔工具，使得锪孔精度和锪孔再现性得到显着提高。

为了实现所述目的，本发明的特征在于权利要求1的技术教导。

根据本发明的技术教导首先实现的优点是，可以实现最小+/-0.1mm的锪孔精度。

这是向前迈出的重要一步，因为到目前为止，使用压力器件控制的锪孔工具无法实现这种锪孔精度。

通过在刀具壳体中安装一个专门的径向作用的刀具定心装置，刀具可以在加工过程中形状锁合地且无间隙地定心。然而，在此刀具轴承中必要的轴向间隙可以同时保持。

这种定心能够实现锪孔的非常高的再现性，并且离散很小。

由于相应的制造精度，这种定心还能够实现绝对的锪孔精度，其满足市场上扩展的要求。

通过加工过程产生到刀具上的轴向加工力，在第一优选实施例中，该加工力将刀具利用其定心槽压靠在刀具壳体中的壳体侧的定心销并且沿其定心轴线形状锁合地定心和固定。在此，设置在刀具中的、横向延伸的定心槽的圆形轮廓的贴靠面形状锁合地贴靠到壳体侧定心销的互补的、同样圆形延伸的贴靠面上，并将刀具定心在其沿刀具纵向方向延伸的在壳体侧定心销上的定心轴线上。

因此，根据本发明的定心装置防止刀具沿着定心轴线的径向移动。

换句话说，这意味着，根据本发明的定心装置防止刀具在基体侧的支承孔中支承销的移动间隙运动。

定心装置优选地构造成，使得其在刀具的枢转出的工作状态下沿定心轴线执行刀具的形状锁合的定心，其中在枢转入的状态下，这种定心是不需要的。

定心装置在此优选地设置在距支承孔中的有间隙的支承销的一定距离处。

除了上述的、第一优选实施方式之外，对定心装置的构造还有多个其他实施方式，其中所有实施方式的共同点是，至少在至少一个刀具的枢转出的状态下，设置在刀具上的凸起或凹陷形状锁合地接合到配置的刀具壳体侧的凹陷或凸起中。

在本发明的第一优选设计方案中设定的是，定心装置包括在脚部侧设置在刀具上的定心槽，其纵向延伸垂直于刀具的定心轴线定向，并且该定心槽在加工位置与壳体侧的定心销形状锁合地接合。

脚部侧的定心槽相应地构造为刀具的脚步区域中的横向槽并利用形状锁合接合与壳体侧的定心销的一部分共同作用。

本发明不限于此。在本发明的另一设计方案中可以设定第一实施例的运动学反转，其中定心销设置在刀具的脚部侧上，其可以接合到壳体侧横向延伸的定心槽中。

在所有涉及的实施例中特别有利的是，定心销是圆形轮廓并且其外周边的上部从其(在刀具上或在壳体上的)容纳孔突出并且在那里构成用于接合到(在刀具上或在壳体上的)定心槽中的定心面。

为简化说明，以下说明基于第一种运动学构造，其中即定心销设置在壳体侧上并安装在壳体侧容纳孔中，并且互补的定心槽构造为横向延伸的在刀具的脚部侧上的定心槽。

仅为了简单起见给出了这种简化的描述，而本发明不限于该运动学实施例。

在任何情况下，从制造技术的角度来看，将定心销安装在壳体侧上比将这种定心销安装在刀具的脚部侧上更容易。

在定心销安装在壳体侧的情况下优选的是，其构造为可更换的。因此，它可以沿其纵向延伸方向从其横向孔中拉出。

因此，与刀具的材料相比，定心销可以具有不同的材料特性，并且在有磨损迹象的情况下也可以更换。

定心销也可以构造为弹性元件，其在枢转出的状态下接合到构造为刀具的脚部侧上的横向槽的定心槽中。

在此，这可以是锁定的偏心连接。

在本发明的另一设计方案中，定心装置包括在上部侧或脚部侧设置在刀具上的定心凸起，其在加工位置可以与壳体侧的、互补的定心槽形状锁合地接合。

在操作过程中发现，刀具及其定心槽或其定心凸起利用通过加工过程产生的轴向加工力压靠刀具壳体中的定心销或定心槽，并且刀具沿定心轴线形状锁合地定心并固定在刀具壳体中。

在此确定是的，主加工力经由刀具窗中的贴靠点传递到刀具壳体中，而不是经由包括支承销和容纳孔的枢转轴承传递的。

这就是为什么最初在属于现有技术的锪孔工具中必须在刀具轴承中设置足够的间隙的原因。

然而，根据本发明，现在设定的是，唯一剩余的、径向作用的、影响锪孔结果的自由度被新的定心装置取消。

在DE 10 2009 012 996 A1的主题中起主要作用的碎屑去除在当前系统中仅起次要作用，因为在加工过程中提供了具有冷却润滑剂的足够冲洗功能。

以这种方式确保了，根据本发明的定心装置没有碎屑。

在此，刀具侧定心件到配置的壳体侧的、互补的定心件中的形状锁合的并且因此密封的接合也起作用，因为通过形状锁合接合保护定心装置免于碎屑侵入。

可以说，定心装置在加工过程期间自行密封，因为形状锁合的接合防止了碎屑侵入到定心装置中。

如果定心装置中发生碎屑沉积，则当刀具枢转到定心装置中时，这些碎屑会被清除。

如果在从属权利要求之一中仅描述了在向后锪孔操作中的孔的去毛刺，则不应将其理解为限制性的。

本发明涉及锪孔工具的所有操作模式，无论去毛刺是在向前还是向后锪孔操作中进行。

在另一优选的设计方案中可以设定的是，用于沿定心轴线将刀具定心的附加的、另外的定心装置设置在刀具窗的侧面上。

因此设定的是，不仅根据本发明的顶部侧或脚部侧定心装置设置在至少一个刀具和在刀具壳体中配置的面之间，而且垂直于其设置的其他定心装置还设置在刀具窗的侧面中。

本发明的发明主题不仅源自各个专利权利要求的主题，而且源自各个专利权利要求的相互组合。

包括概要的文件中公开的所有信息和特征，特别是附图中所示的空间构造，都可以声称对本发明是必不可少的，前提是它们单独或以组合的形式与现有技术相比是新的。术语“必要”或“根据本发明”或“对本发明必不可少”的使用是主观的并且不意味着以这种方式命名的特征必须是一个或多个专利权利要求的组成部分。

附图说明

在下文中，参照仅示出一个实施方式的附图更详细地解释本发明。

本发明的进一步的对本发明而言必不可少的特征和优点从附图及其描述中显现。

附图中：

图1示出了压力器件控制的具有刀具的径向定心的锪孔工具的剖视图；

图2示出了刀具的透视图；

图3示出了刀具的优选实施方式的透视图；

图4示出了根据图3的示出进一步细节的刀具的侧视图；

图5示出了根据图1的刀具缩回的锪孔工具；

图6示出了根据图1的刀具伸出的位于锪孔位置的锪孔工具；

图7a示出了与图6相同的指出附图细节Z的图示；

图7b示出了图7a的附图细节Z；

图8示出了相对图6变换的第一实施方式；以及

图9示出了相对图6变换的第二实施方式。

具体实施方式

在图1中示出了锪孔工具1的优选实施方式，其主要包括柱形基体2，该基体被驱动为围绕其纵向轴线沿箭头20的方向及其相反方向转动，其中进给孔14设置在基体2的上部区域中，通过该进给孔，压力器件13在箭头15的方向上被压到基体2的柱形空间25中。

在缸空间25中，活塞24沿基体的纵向延伸的方向可移动地支承并且在其移动时经由合适的压力元件紧固在其上的活塞杆驱动头部件29，该头部件是控制销27的一部分，其在基体的纵向孔12中被可移动地驱动，并且其销端部30作用到可枢转地支承在支承销9上的刀具7的自由的、可枢转的端部上。

控制销27在箭头方向28上的操纵克服压力弹簧31的力进行，压力弹簧的下端部贴靠在壳体侧止挡件32上。

以这种方式，当去掉压力器件13在活塞24上的压力器件施加时，确保了控制销27的弹簧加载的复位。

代替弹簧复位，也可以使用其他复位驱动器。

为了限制活塞24的行程，将止动螺纹件33旋入基体2中，该止动螺纹件利用其销侧端部伸入到活塞24的移动路径中。

在基体2中还设置有缸空间26，其由压力器件13以冲洗剂流的方式流过，该冲洗剂流经由在刀具壳体3的延长部分中延伸的旁通孔17向下引导到刀具腔5中。以此方式确保了，刀具腔5被压力器件13充分冲洗并且整个刀具腔5保持没有碎屑。

刀具壳体3优选可松脱地设置在基壳2上并且至少一个紧固螺纹件4用于连接这两个部分。

图1示出了在其加工位置从刀具窗6枢转出来的刀具7，其中整个锪孔工具1沿转动方向20转动地被驱动。

刀具7利用支承销9可枢转地支承在配置的支承孔16(见图2)中，其中两个部分9、16构成水平枢转轴9a。

在加工过程中，刀具7上的侧向切削刃8与孔的未详细示出的孔边缘接合，孔的边缘去毛刺和/或锪孔。

在现有技术中，在锪孔位置枢转出的刀具7在支承孔16中仍然具有不期望的自由度，现在通过根据本发明的定心装置消除了这种自由度。

不期望的自由度在图7b中示出为沿着定心轴线48在箭头方向39、40上的径向移动47。

根据本发明，优选的第一实施方式中的定心装置包括在刀具7的下侧上在脚部侧引入的定心槽21，其构造为横向槽并且其纵向延伸平行于支承销和支承孔16的纵向延伸。

为了消除沿箭头方向39、40的运动间隙并确保沿定心轴线48的定心，设定的是，在所示的加工位置的在刀具窗6的底部引入的、至少半开的容纳孔22(见图7b)容纳优选圆形轮廓的定心销23，其仅以其上部外周边从容纳孔22突出，以通过其周边侧的定心面确保定心槽21的互补接触面35、36上的定心。

从图2还可以看出，控制销27的销端部30作用到彼此间隔开的控制面18、19上，以便将刀具从伸出的加工位置沿箭头方向10运动到其枢转入的位置。

从结合图7b的图7a可以识别进一步的细节。

通过加工过程产生轴向加工力34，该加工力将带有定心槽21的刀具7压靠在刀具壳体3中的定心销23并且在箭头方向39和箭头方向40形状锁合地定心和固定，由此消除沿这些方向39、40作用的径向移动47并限定定心轴线48，这防止了刀具7在刀具壳体3中沿箭头方向39、40的移动。

在此，图3和4示出了具有其侧向切削刃8的刀具7，其中可以看出的是，优选的定心槽21作为横向槽在距支承孔16的距离44处设置在刀具的脚部侧。

定心槽21具有定心角41，其与定心销23的外周边互补，该定心销基本上无间隙但优选可更换地支承在刀具壳体3中的容纳孔22中。只有定心销23的上部外周边从容纳孔22突出，以便在刀具侧的贴靠位置37、38处产生与定心销23的外周边互补的贴靠面。

与图6相比，图5示出了在根据图5的刀具的枢转入的状态下，定心装置未接合，即刀具7的整个可枢转部分容纳在刀具腔5中。

只有当根据图6的刀具7沿箭头方向11进入到其伸出且径向定心的加工位置时，刀具7的贴靠点37、38才形状锁合地接合在根据图7b的定心销23的上部外周边上。

刚刚描述的关系0在图7b中图示，其中定心轴线48也被象征性地表示，它消除了由箭头39、40表示的径向移动47，并且将刀具定心地和形状锁合地保持在定心销23的上部外周边上。

定心销23可以在此无间隙地安装到容纳孔22的配置的配合中。

这意味着，它在容纳孔22中没有运动间隙并且固定在那里。

然而，在附图中未示出的另一实施方式中，定心销23也可以可更换地容纳在容纳孔22中。

然后可以将其从容纳孔22中敲出以用合适的工具更换。

另外，定心销23的材料与刀具壳体3的材料无关，这意味着，定心销23也可以由硬化金属材料构成。

它也可以由比刀具的材料更软的金属构成。

它也可以由塑料材料构成。

在附图中未详细示出的另一实施方式中也可以设定，定心销23构造为弹簧销，从而其外周边径向向外被弹簧加载而预紧。

当布置在刀具7的脚部侧上的定心槽21放置在构造为弹簧销的定心销23上时，在刀具侧的槽和壳体侧的弹簧销之间发生形状锁合的卡扣连接。

当刀具沿箭头方向10枢转到其根据图5的枢转入的位置时，该卡扣连接再次松开。

图8和图9示出了定心装置的另外两个实施方式，其中从图8可以识别的是，距支承销9的枢转轴9a距离45处的定心装置由形成在刀具7的脚部侧上的凸起43构成，该凸起不必在刀具的整个宽度上延伸。它也可以是点状的或由多个彼此间隔开设置的定心凸起43构成。

从刀具7的脚部侧突出的一个或多个定心凸起43然后形状锁合地接合到配置的、互补的定心槽42或沉入地设置在刀具窗6的底面中的定心凸起中。

对此也有多种选择。

在刀具窗6的脚部侧上的一个或多个半开的定心槽可以设置为彼此相邻的并且在同一横向线上定向。

在另一设计方案中可以设定，在刀具窗的脚部侧中凹深地形成的定心槽42在刀具窗的整个宽度上延伸。

相同的图示也适用于图9所示的定心凹部的运动学变换。

通过使用上面给出的相同信息，在那里可以看出，定心布置42、43没有设置在刀具7的脚部侧上，而是设置在相反侧上，即距支承销9的枢转轴9a距离46处。

对于定心装置的此处所示的部件的构造适用与参照图8中的定心装置42、43给出的信息相同的信息。

总体而言，利用在此描述的定心装置21、23；42、43的布置实现了精确限定的定心轴线48并且有效地消除了沿箭头方向39、40的径向移动47。

重要的是，定心装置防止刀具沿着定心轴线48移动而不是倾斜。

倾斜不必由定心装置承担或消除，因为刀具在该方向上贴靠到刀具窗的左表面和右表面上，并且因此其自由度受到充分限制。

与根据现有技术的传统锪孔工具相比，锪孔精度因此可以提高10倍。

附图标记列表

1.锪孔工具

2.基体

3.刀具壳体

4.紧固螺纹件

5.刀具腔

6.刀具窗

7.刀具

8.切屑刃

9.支承销

9a.枢转轴

10.箭头方向

11.箭头方向

12.纵向孔

13.压力器件

14.进给孔

15.箭头方向

16.(7的)支承孔

17.旁通孔

18.控制面

19.控制面

20.转动方向

21.(7的)定心槽

22.(3的)容纳孔

23.定心销

24.活塞

25.缸空间

26.缸空间

27.控制销

28.(27的)箭头方向

29.(27的)头部件

30.(27的)销端部

31.压力弹簧

32.止挡件

33.止挡螺纹件

34.轴向加工力

35.(21的)贴靠面

36.(21的)贴靠面

37.贴靠位置

38.贴靠位置

39.箭头方向

40.箭头方向

41.定心角

42.(3的)定心槽

43.(7的)定心凸起

44.(9a和21之间的)距离

Claims (15)

1.一种压力器件控制的锪孔工具(1)，所述锪孔工具具有一个或多个设置在可转动驱动的基体(2)中的切削刀具(7)，所述刀具通过进给压力器件(13)在其枢转位置可操纵，其中至少一个刀具(7)的操纵经由至少一个由所述压力器件(13)致动的活塞缸单元(24、25)进行，其中所述至少一个刀具(7)可枢转地安装在构造为枢转轴(9a)的支承销(9)上并能够从设置在刀具壳体(3)中的刀具窗(6)枢转出，其特征在于，在距所述枢转轴(9a)的径向距离(44、45、46)处并且在至少一个刀具(7)的枢转区域中，在所述刀具(7)和所述刀具壳体(3)的刀具窗(6)之间设置有定心装置(21、23；42、43)。

2.根据权利要求1所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心装置(21、23；42、43)固定所述刀具(7)防止在箭头方向39、40上沿定心轴线(48)的径向移动(47)。

3.根据权利要求1或2所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心装置(21、23；42、43)固定所述刀具(7)防止在基体侧的支承孔(16)中的所述支承销(9)的移动间隙运动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心装置(21、23)包括在脚部侧设置在所述刀具(7)上的定心槽(21)，所述定心槽的纵向延伸垂直于所述刀具(7)的定心轴线(48)定向，并且所述定心槽在加工位置与壳体侧的定心销(23)形状锁合地接合。

5.根据权利要求4所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述壳体侧定心销(23)是圆形轮廓的、安装在壳体侧容纳孔(22)中并以其外周边的上部部分从所述容纳孔(22)突出并且在那里构成用于接合到所述刀具(7)的定心槽(21)中的定心面(37、38)。

6.根据权利要求5所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述壳体侧定心销(23)可更换地容纳在所述壳体侧容纳孔(22)中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心装置(42、43)包括在上部侧或脚部侧设置在所述刀具(7)上的定心凸起(43)，所述定心凸起在加工位置能够与壳体侧定心槽(42)接合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述刀具(7)及其定心槽(21)或其定心凸起(43)利用通过加工过程产生的轴向加工力(34)压靠所述刀具壳体(3)中的所述定心销(23)或所述定心槽(42)，并且所述刀具(7)沿所述定心轴线(48)形状锁合地定心并固定在所述刀具壳体(3)中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心槽(21、43)的两个刀具侧贴靠面(35、36)在刀具定心时贴靠在所述壳体侧定心销(23,43)的互补柱体面上，并且在此所述刀具(7)沿所述定心轴线(48)形状锁合且无间隙地定心在所述刀具壳体(3)中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述刀具(7)在缩回状态下行进穿过在工件中背侧要锪孔的孔，并且在从所述刀具窗(6)伸出的状态下在工件的背侧的孔上产生反向锪孔。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述刀具(7)在轴向方向上沿着所述支承销(9)或所述支承孔(16)的中心轴线在所述刀具窗(6)中定心。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述刀具(7)的主加工力能够经由在所述刀具窗(6)上的刀具(7)的贴靠点传递到所述刀具壳体(3)中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，唯一剩余的、径向作用的、影响锪孔结果的自由度被所述定心装置(21、23；42、43)取消。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，所述定心销(23)在磨损的情况下可更换。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的压力器件控制的锪孔工具(1)，其特征在于，用于将所述刀具(7)定心的附加的、另外的定心装置设置在所述刀具窗(6)的侧面上。

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