CN1258424C - 用于金属材料加工的刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加工金属材料的刀具，包含在其前端具有至少一个切削刀片(12)的一刀具体(11)，其中该刀具体具有一个或多个阻尼件(18)。其特征是，阻尼件(18)和刀具体(11)之间的空间彼此相关地设置成在加工期间，允许刀具体(11)和阻尼件(18)之间的相对运动。

Description

用于金属材料加工的刀具
技术领域
本发明涉及一种用于加工金属材料的钻削刀具，更确切地说涉及一种包含具有至少一个用于加工工件而外露的切削刀片的刀具体类型的刀具。该刀具可以做成例如具有沿其纵向方向延伸凹槽的钻头，其中凹槽分别连接到外部和内部的刀片上，以用作排屑槽。
本发明还涉及一种适用于设置在刀具体上的阻尼装置。
背景技术
在金属材料的孔加工中，会出现由加工振动产生的较强的噪音以及机床的噪音等问题。迄今使用的钻头未提供有内置的/附加的阻尼装置，以使其能具有适合的噪音和振动阻尼形式。本质的东西是能够消除听起来不舒服的声音范围内的振动噪音的主要部分。如果可能，剩下只有通常在74-76dB数量级的机床噪音以及不可避免的切屑卡嗒声。然而，如果没有阻尼装置，通常将测量出高达130dB的噪声。适当的机床噪音听起来将感觉更宁静。
例如，由SE-B-468930业已知道沿纵向方向形成的钻屑通道的凹槽中用部分地振动阻尼材料以形成钻削刀具。然而，按照SE-B-468930使用的硬金属交界处未产生任何适当安静的噪音。
发明内容
在这种情况下，本发明的目的是提供一种解决上述问题的方案。按照本发明，提供一种用于金属材料切削加工的刀具，包含支撑至少一个用于进行工件加工的切削刀片的刀夹体，其中刀夹体设置有至少一个与该刀夹体不同或相同材料的阻尼件。刀具在其前端部设置有切削刀片。阻尼件和刀夹体彼此相关设置成使得在加工期间，刀夹体和阻尼件能够相对运动。
上述问题还可以通过适于地在其前端设置有切削刀片的刀夹体的刀具上设置阻尼装置而解决。阻尼装置是可拆卸地或不可拆卸地连接到刀夹体上的一环形件。
从而获得一种能明显改善噪音和振动阻尼的用于刀具的装置，这种装置在钻削以及铣削或内部车削中是有用的。其结果是，新型刀具使得由工件的适当金属加工所产生的噪音明显地减小。同时，这样的刀具对由切削力的变化而产生的振动灵敏度变小。
附图说明
下面，将紧密结合本发明图中示出的两个实施例来描述本发明，其中：
图1示出了刀具第一个实施例的侧视图；
图2示出了刀具第二个实施例的侧视图；
图3A示出了刀具第三个实施例的侧视图；
图3B示出了刀具第四个实施例的侧视图；
图3C示出了图3B中实施例的端视图；
图4示出了刀具第五个实施例的侧视图；
图5示出了刀具第六个实施例的侧视图；
图6示出了刀具第七个实施例的侧视图；
图7示出了图6中实施例的端视图；
图8示出了另一个实施例的侧视图；
图9示出了沿图8中钻头的A-A线的剖视图；
图10示出了一可选择的实施例；
图11A也示出了一可选择的实施例；
图11B示出了图11A的端视图；
图12A示出了另一个可选择的实施例；
图12B示出了图12A的端视图；
图13示出了按照本发明的一铣削刀具；
图14示出了按照本发明的一车刀杆的侧视图；
图15A-15B示出了按照本发明的一钻削刀具；
图16A-16B示出了按照本发明钻削刀具的另一个实施例；
图17示出了图13中的铣削刀具的另一个实施例；
图18示出了车刀杆的另一个实施例；
图19示出了钻削刀具的另一个实施例。
具体实施方式
图1中示出的实施例是具有按照本发明的阻尼件18的钻头10，其包含有钻头体11，以及位于钻头外围的外部切削刀片12和位于靠近钻头中心部位的内部切削刀片13。切削刀片优选地由硬质合金制成。这两个切削刀片位于与钻头轴线A相距不同的径向距离处，以使得它们的加工区域相互重叠。同时，所述切削刀片沿刀具的圆周方向大约180°设置，如图7所示。切削刀片12和13以公知的方式例如通过中心螺纹紧固在钻头体11中相应的切削座中。钻头体11具有一大体上圆柱形的基本形状并且由钢制成。
在钻头体11位于切削刀片后面的部位上，钻头体具有轴向延伸的、径向向外打开的凹槽14和15，它们在截面上是向内凹弯曲的、并且分别单独地连接到各自的切削刀片12和13上。所述凹槽14和15往往用作排屑通道，而具有圆柱形外表面的刀杆16和17位于其间。在图1-6所示的实施例中，所述排屑通道14、15是螺旋状的。可选择地，排屑通道可以具有直的形状或它们组合的形状。图1中在切削刀片12、13后面的一定轴向距离，阻尼件设置在刀杆16相应的凹槽中。阻尼件18可以由不同于钻头体11密度的材料组成。重要的是阻尼件18设置在其刀杆16的凹槽中，从而在加工期间，阻尼件18和钻头体11的相对运动是所允许的；并且阻尼件18的连接是使其外围表面基本上不阻碍在讨论中的工件3中刀具从所希望的孔中穿过。
图1中的实施例是这样的，使得阻尼件18的顶表面与钻头体11的邻接外表面位于齐平位置、并具有相同的形状。阻尼件18具有完全地或部分地相应于其外围表面的形状。例如，阻尼件18可以通过一个或多个螺钉19、20紧固在钻杆11上。可选择地，阻尼件18可以通过粘结或硫化而连接于钻头体11上。可选择地，阻尼件18可以这样地形成，以使得它们完全地或部分地被围绕在形成在钻头体顶表面中的燕尾形腔中。钻头体11在其轴向的后部部位通常形成有以转换到后部22的圆锥部21形状的后部截面加厚的形状。
在图2的实施例中，阻尼件18具有一轴向螺旋延伸的形状，以使其构成刀杆16的一部分，但是同时形成其不能减小排屑通道14尺寸的形状。在这种情况下，阻尼件18还可以通过一个或多个螺钉19、20连接于钻头体11上，或通过粘结或硫化而连接于钻头体11上。
以与图1实施例的相同方式，阻尼件18的顶表面相应于刀杆16的外围表面。完全地连接于刀杆16的外部形状的阻尼件18的形式不是必须的。相反，阻尼件18可以是例如凹进在相应于刀杆16中凹槽的任何形状。在图3A的实施例中，阻尼件18完全地延伸到钻头体的前表面。
在图4-5的实施例中，在可选择的实施例中，图4中的阻尼件具有接收在一个凹槽14的凹陷处的片18a的形状，使其表面相应于凹槽边界表面的形状。在图5中的阻尼件18具有凹进在刀杆外围表面圆周方向上的片的形状。阻尼件具有基本上相应于刀杆的外围表面的凸出的外围表面。
在图6-7的实施例中，阻尼件18b具有通过粘结或硫化紧固在钻头体11的相应腔中的销或管形状。可选择地，一止动件引入到该腔中，该止动件防止阻尼件18从该腔中跑出，而同时允许阻尼件在该腔内部移动。
图3B-3C示出了通过连接到钻头体上的螺钉19、20而螺纹紧固的阻尼件，而同时分别允许阻尼件18和钻头体11相对运动。
适于容纳销18b的腔可以是例如设置在刀具中冷却通道的前端。在阻尼件18和刀具体之间，可以存在有例如弹性体、聚合物、天然橡胶或粘结合成物、以及密封合成物的材料。也可以是这些材料的组合。
在按照图8-9的实施例中，阻尼件具有圆柱件18c的形状，通过粘结、硫化或类似方法连接到内部径向孔23a、23b中。可选择地，连接是通过沿阻尼件方向或与阻尼件交叉的销钉装置而实现的。销钉装置可以包含一个或多个、完全地或部分地穿入的销钉。
在图10的实施例中，阻尼件是具有直圆柱形状的管状销18d，其容纳在钻杆16、17的前端中沿圆锥向外延伸的孔中。然后这样插入管状销18d，以使它们容纳在从钻头体的前表面有一定距离的位置，如图10所示。可选择地，例如有止动件引入到凹槽中，止动件防止阻尼件18从该腔中脱出，但是同时允许阻尼件在凹槽内部移动。
在按照图11A-11B的实施例中，阻尼件18具有部分圆柱壁件的形状，其围绕在凹槽15的轴向前端部。这样的设计使得轴向延伸的阻尼件18结束在接纳内部切削刀片13的刀片座后面轴向的一定距离处。可选择地，阻尼件18可以延伸到钻头的前表面。
在按照图12A-12B的实施例中，阻尼件18通过螺钉19、20按照上述的方式连接到钻头体上。
在图13中通常示出了具有六个刀片座27的铣刀体26。在每一个刀片座中提供有切削刀片28和刀垫29，它们是通过紧固螺钉30而紧固在刀片座中的。在这种情况下切削刀片在铣刀体中功能性地倾斜有一正向的轴向角度。在每一个刀片旋转方向的前面提供有一铣屑槽31。多个阻尼件18通过螺纹件32、33安装在铣刀体26的外围表面上，在铣削加工期间允许阻尼件18和铣刀体26相对运动。可以看出，阻尼件18安装到铣刀体上位于切削刀片位置后面一定轴向距离的位置。阻尼件18的结构形成一不连续的环形阻尼件的区域。
在图14所示的实施例中，用于内部车削的刀具由刀杆34和以切削头35的形式设置在刀杆前端的刀夹体构成。切削头35在径向方向是可以调节的，并且在所示实施例中具有围绕相应刀杆34的接头或衔铁37的燕尾槽36。切削头具有通过夹紧件39紧固的切削刀片38。阻尼件18安装在切削头的外部表面上或位于其间(见图6-10)。阻尼体可以分别可选择地包含沙状、粒状或多个所允许的细小体，以执行相对刀具的运动。阻尼体、沙粒或颗粒可以完全地或部分地由固体、液体或气体介质围绕着。
图15A示出了具有径向设置的螺钉40的钻头体11。圆形的圆柱表面42和具有环形轴向平面44的法兰，构成用于形成阻尼件18的环形座(见图15B)。螺钉相对于钻头体而紧固，但是允许阻尼件实现相对于钻头体的运动。
图16A示出了具有一包含两个径向设置的螺钉40的半环形阻尼件18e的钻头体11。
图16B示出了具有适于插入钻头体相应的槽或通孔中的径向凸起44的半个阻尼件18e。凸起44优选地设置在螺钉40之间的中心位置。
图16C示出了包含另一半阻尼件18f的钻头体11，它们共同形成一环形的阻尼件18。该半阻尼件18f也具有相应地插入其相应的槽或通孔46中的凸起。当两个半阻尼件安装时，它们通过螺钉40彼此相互连接。然而，允许阻尼件实现相对于钻头体的运动，由于凸起44小于槽或通孔46的原因，所以允许一定的摆动。
在图15A-15B和16A-16C中所示的阻尼件18、18e、18f当然可以可拆开地设置在钻头体11中，然而这种形式也允许有相对于钻头体的运动。在这种情况下，螺钉或螺钉组40可以由例如铆接、粘结或硫化来代替。
当然，阻尼件18可以包含多于如图16A-16C所示的两个的多个部分。
图17示出了按照图13的铣刀体26，而其具有通过螺钉32连接于铣刀体26上的一环形的阻尼件18，允许螺钉相对于在铣刀体26上的安装孔的螺纹有一径向的摆动，从而获得所希望的阻尼件18和铣刀体26之间的相对运动。
图18示出了相应于图14中所示的车刀杆，而所不同的是：阻尼件18具有一环形的形状，并且设置在切削头35的外围表面上。阻尼件18以相应于图17中讨论的方式而设置，从而获得切削头35和阻尼件18之间的相对运动。
图19示出了图15B所示的那种钻削刀具，而所不同的是：一替换组件50可拆卸地连接于钻头体11上，即替换组件50不能实现相对于钻头体11的运动。替换组件提供有一个或多个阻尼件18。按照本发明，提供有一组用于不同钻削刀具标准尺寸的、具有不同外径和/或不同内径尺寸的替换组件50。
此外，替换组件分别具有不同数量和不同尺寸的阻尼件18，以获得不同的阻尼度和/或阻尼频率。
在图1-12和14-16中所示的钻头体也可以可选择地包含一具有加长的圆形圆柱形基本形状的端铣刀。
当然，在本发明的范围内，阻尼件或阻尼件组18的位置可以分别在铣刀体、钻头体和车刀杆上或它们内部变化。

Claims (17)

1.一种用于切削加工金属材料的刀具，包含支撑至少一个用于进行工件加工的切削刀片的一刀夹体(11、26、35)，其中该刀夹体(11、26、35)具有至少一个与该刀夹体(11、26、35)不同或相同材料的阻尼件(18)，其中，刀具在其前端部具有一切削刀片，该阻尼件(18)和该刀夹体(11、26、35)彼此相关地设置成使得在加工期间，该刀夹体和该阻尼件之间能够相对运动。
2.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，在阻尼件(18)和刀夹体(11、26、35)之间的空间中，具有一连接层或邻接层，从而允许刀夹体和阻尼件之间的相对运动。
3.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，该刀具是细长的钻削刀具，该钻削刀具包含具有至少一个切削刀片(12、13)的钻头体(11)和多个冷却通道，每一个冷却通道的内部设置有一个或多个管(18a)或销(18b)。
4.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，它包含在其前端具有一个或多个切削刀片(12、13)的一钻头体(11)，其中外围表面上具有一凹槽，一阻尼件(18)设置在其中，并设置成其外围表面基本上不阻碍刀具从所讨论的工件上形成的孔中理想地穿过。
5.如权利要求1所述的刀具，包含一个在其前端具有切削刀片(12、13)和轴向延伸的凹槽(14、15)的钻头体(11)，凹槽之间形成有刀杆(16、17)，其中阻尼件(18、18a)成形且连接于钻头上，使其形成其中一个刀杆(16)的一部分，同时构成该凹槽边界表面的一部分。
6.如权利要求1或2所述的刀具，包含一个钻头体(11)，在其前端具有切削刀片(12、13)并且在该钻头体中具有径向、轴向或其他方向的凹槽(14、15)，其中以销(18b)或管(18a)形式的阻尼件容纳在钻头体相应的腔中。
7.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，它具有安装有切削刃的刀具体(26)的形状，其中该刀具体适于具有一个或多个设置在刀具体内部的或在其表面上的阻尼件(18)。
8.如权利要求7所述的刀具，其特征在于，该阻尼件设置在刀具体(26)上位于切削刀片(28)位置后面一定轴向距离处。
9.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，它形成为一个在其前端具有切削刀片(12、13)和沿刀夹体形成的凹槽(14)的钻头体，其中该阻尼件形成为围绕该凹槽(15)的一轴向部分的部分圆柱壁件(18)。
10.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，它形成为在其前端具有切削刀片(12、13)的一钻头体，其中该阻尼件形成为可拆卸地或不可拆卸地连接于刀夹体上的一环形件(18)。
11.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，它形成为一个在其前端具有切削刀片(12、13)和至少一个从前端沿钻头轴设置的凹槽(14)的钻头体，其中环形地形成的阻尼件(18)基本上没有穿过所述凹槽地设置在钻头轴上。
12.如权利要求1所述的刀具，其特征在于，该阻尼件包含能够实现相对运动的沙粒、颗粒或多个细小体。
13.一种适于设置在具有刀夹体的刀具中的阻尼装置，刀夹体在其前端具有切削刀片(12、13)，其特征在于，该阻尼装置形成为可拆卸地或不可拆卸地连接于刀夹体上的一环形件(18)，该环形件和该刀夹体彼此相关地设置成使得在加工期间，该刀夹体和该环形件之间能够相对运动。
14.如权利要求13所述的阻尼装置，其特征在于，它包含至少两个部件(18e、18f)，它们在连接状态形成所述的环形件。
15.如权利要求13所述的阻尼装置，其特征在于，它包含一单一的环形阻尼件。
16.如权利要求13-15中任意一项所述的阻尼装置，其特征在于，它包含能够实现相对运动的沙粒、颗粒或多个细小体。
17.一组部件，包含多个环形替换组件(50)，每一个组件都具有至少一个阻尼装置(18)，其中所述替换组件适于安装在标准尺寸的刀夹体上，该阻尼装置(18)和该刀夹体彼此相关地设置成使得在加工期间，该刀夹体和该阻尼装置之间能够相对运动。
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