CN1671501A - 盘式或板条式刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于切削加工的盘式或板条式刀具，特别是用于在工件上如在加工过程中旋转的曲轴上切削外形，该刀具包括多个在圆周侧面或边缘侧面径向夹紧到一个刀具基座(10)上的切削嵌件(11)，其中至少一个切削嵌件(11)固定在一个盒式刀座(12)上，该盒式刀座(12)借助于一个调整楔(13)在用于切削嵌件(11)的支承面的区域内可轴向调整和/或借助于一个调整楔(33)可径向调整。

Description

盘式或板条式刀具
技术领域
本发明涉及一种用于切削加工的盘式或板条式刀具，特别是用于在工件上如在加工过程中旋转的曲轴上切削外形，该刀具包括多个在圆周侧面径向夹紧到一个刀具基座上的切削嵌件。
背景技术
EP 0 830 228 B1中描述了盘式高速刀具，使其受驱动可以以超过160m/min的切削速度进行切削加工。特别是在切削加工曲轴时并且在那里特别为了加工内圆角采用圆盘铣刀，其中刀具基体构成为全圆盘，其上在圆周侧面径向夹紧切削嵌件。在曲轴的外表面铣削时曲轴和铣刀均旋转运动。
但该发明也包括这样的刀具，其被以所谓旋转拉削法或旋转的旋转拉削法应用为旋转刀具。在旋转拉削中使一个直线的旋转拉削刀具沿径向方向向待加工的旋转的工件进刀。在旋转的旋转拉削机床中在一平面的刀座的部分圆周上设置多个连续的切削嵌件，其逐步地连续沿圆盘圆周的第一部分增多。这样的刀具沿一个部分圆弧在径向方向转向旋转运动的工件，如其在EP 0 313 644 B1或EP 0 286 771中所描述的。在具有各个径向夹紧的切削嵌件的直线刀具和圆盘铣刀或旋转的旋转拉削刀具中，其中这些切削嵌件优选具有WO 99/12685中所示的和描述的外形，在按照现有技术已知的结构中均没有轴向和径向精调的可能性。因此由于刀具和刀座具有的制造公差，已产生加工误差。
发明内容
本发明的目的是，提供一种刀具，该刀具为在刀具基座上设置的径向夹紧的切削嵌件提供轴向和/或径向的调整可能性。该刀具在结构上可以简单地构成并且可便于操作。
该目的通过按照权利要求1所述的刀具来达到，按照本发明其特征在于，至少一个切削嵌件固定在一个盘式刀座上并且该盒式刀座借助一个调整楔可在用于切削嵌件的支承面的区域内轴向调整和/或借助于调整楔径向调整。应该轴向和/或径向调整的各切削嵌件固定在一个盒式刀座上(并且不象按照现有技术那样通常直接固定在刀具基座上)，其中该刀座通过所述的调整楔可轴向和/或径向调整。
本发明的优选的实施形式和进一步开发描述于诸从属权利要求中。
用于切削嵌件的盒式刀座优选具有两次弯曲的约成Z字形的外形，其上部在前面构成用于切削嵌件的支承面，其中上部的后面贴紧一个调整楔。盒式刀座的平行于上部地位错的下部借助于一个穿过一个孔的固定螺钉固定在盘式刀具基座上，其中上部和下部经由一个中间的横板条相连结。通过调整楔的位置变化，上部通过弯曲可转向不同的轴向位置。通过盒式件的Z字形外形给予一定的弹性，因此该刀座的上部沿位于横板条的区域内的转动轴线可偏转微小的尺寸。由于切削嵌件固定安装在盒式刀座的上部上，其也可以相应的方式偏转。优选切削嵌件的轴向调整范围为0.1至0.3mm，这可以通过盒式刀座的材料和几何构造来保证。该调整上限无论如何应显著低于盒式刀座发生非弹性变形时的尺寸。
为了在盘式刀具基座上进行固定，盒式刀座的下部具有一个螺纹孔，其中嵌入固定于刀具基座中的螺钉。优选为此选择一个内六角螺钉，其从后面拧紧在盒式刀座的下部中。
如果还要求或在必要时附加切削刀具的径向调整，则为此设置一个调整楔，其贴紧刀座的下侧面。按照该调整楔的位置变化，使盒式刀座并从而使切削嵌件径向移动。
优选盒式刀座的下部具有一个附梯形通孔用以容纳一个夹紧螺钉的杆部和头部，该头部在夹紧状态下以端面贴紧通孔阶梯的一个相应的端面。夹紧螺钉的螺纹杆部嵌入到刀具基座的一个螺纹孔中。不同于在上述的情况，将夹紧螺钉从前面插入到盒式刀座的下部并拧入到盘式刀具基体的一个相应的孔中直到夹紧支承面。
所采用的各调整楔优选具有通透的螺纹孔，其中嵌入一个双螺纹部分螺钉的一个螺纹部分，其另一个螺纹部分嵌入到刀具基座的一个相应设置的螺纹孔中。通过转动该双螺纹部分螺钉可以由此改变调整楔相对于盒式刀座的位置。
为了在完成调整以后固定盒式刀座的位置，设置一个锁紧螺钉，其一方面嵌入到刀具基座的一个阶梯形孔中而另一方面嵌入盒式刀座的上部的后面上的一个螺纹盲孔中。
为了进一步改进切削嵌件位置的精确调整，按照本发明的一种进一步构成，用于固定盒式刀座12的固定螺钉在夹紧状态中在沿轴向和/或径向方向作用的预紧力作用下贴紧盘式或板条式板条基座。
优选采用具有包括一个多晶金刚石(PKD)刀头的转位式刀片作为切削嵌件。
按照本发明的一种进一步构成，除径向夹紧的各切削嵌件外在盘式刀具基座上设置至少一个切向夹紧的切削嵌件或在一个板条式刀具基座上设置至少一个在上端面上夹紧的切削嵌件。所述附加的切削嵌件用于加工工件的外径外形，特别是用于加工曲轴的轴颈外径形状。所述切削嵌件沿径向方向同样是可调整的。
切向的或在上端面上设置的切削嵌件优选夹紧在一个盒中，该盒安装于一个刀具基座凹槽中。为了沿径向方向调整盒并从而调整所涉及的切削嵌件设置一个调整楔。此外一个夹紧楔优选用于盒的锁定。
夹紧楔和/或调整楔按照本发明的一种进一步构成借助于一个双螺纹部分螺钉固定，其一方面固定于调整楔或夹紧楔的一个贯通螺纹孔中而另一方面固定于刀具基座的一个螺纹孔中。
为了在切削过程中确保软切削和在现有的刀具基座上安装尽可能多的切削嵌件，可以按照DE 100 27 945 A1设置切向的或在端面夹紧的切削嵌件。在该公开文本中描述了各切削嵌件彼此间的特别适用的轴向倾斜角和间距。
附图说明
借助附图说明本发明其他的优点和构造。
其中：
图1  一个具有一些径向夹紧的和可轴向调整的切削嵌件的铣刀，其中部分零件以分解图表示；
图2  按图1的处于组装状态的刀具；
图3  一个具有一些径向夹紧的以及沿径向和轴向均可调整的切削嵌件的铣刀，部分地为分解图；
图4  按图3的刀具的另一视图，部分地为分解图；
图5  按图3或图4处于组装状态的刀具；以及
图6  一个包括一些径向夹紧的和轴向夹紧的均可沿径向调整的切削嵌件的铣刀，其中刀具的部分零件以分解图表示。
具体实施方式
如上所述，按照选定的操作方法可以将刀具基座10构成为圆盘铣刀或成板条式构成为用于旋转拉削或旋转的旋转拉削的刀具或其他的具有一部分环形部分的本体。刀具基座在圆周侧面或边缘侧面具有一些径向夹紧的切削刀具；在该情况下每一侧面有三个。各切削嵌件具有一个适合于切削外形、特别是适合于切削曲轴上的凹槽或内圆角的形状。例如各切削嵌件可以采用WO 99/12685中描述的构造。在图1所示的实施形式中全部切削嵌件11设置成可轴向调整的。为此采用一个盒式刀座12和一个具有楔面14的调整楔13。盒式刀座12包括一个上部15、一个横板条16和一个下部17，它们构成一个具有弯曲的约成Z字形的外形的一个一件式的装置。切削嵌件11借助一个固定螺钉18固定在盒式刀座12上。刀具基座10具有一个匹配于刀座12的所示Z字形的凹槽，从而刀座12的下面19支承在表面20上同时下部的后面支承在表面21上以及上部的后面支承在表面22上。
调整楔13具有一个贯通孔，其中拧入一个双螺纹部分螺钉23的螺纹部分，其另一个螺纹部分拧入到刀具基座的一个孔24中。通过双螺纹部分螺钉13的操作可使调整楔沿双螺纹部分螺钉的纵轴线直线移动。由于楔面14贴紧上部15的后面，在调整楔13的相应位置改变时在上部15的后面26(参见图3)上施加压力，其最终使上部15通过沿线25的偏转而弯曲偏移，线25位于点27与28之间(参见图3)。因此在刀座12的弹性变形性的范围内切削嵌件11可以轴向调整直到0.3mm。如果已达到要求的切削嵌件11的轴向位置，则借助于圆柱头螺钉29锁定，它嵌入到在后面26上的螺纹孔30中。为了固定刀座12的下部17提供一个优选较大尺寸的圆柱头螺钉31，该螺钉以其螺纹杆部嵌入到刀座12的下部17的螺纹孔32中。各切削嵌件11在每一侧面相互以间距并面对面地看相互位错地设置，借此在两个切削嵌件之间在一侧面提供用于通孔的空间以便通过和固定用于位错对面设置的刀片的螺钉29和31。
除轴向可调性外，各切削嵌件11按照图4和5的实施形式是可径向调整的(参见图4和5)。一个调整楔33用于刀座12的径向调整，其原理上同调整楔13一样构成并且通过一个双螺纹部分螺钉34可使其直线移动。该调整楔贴紧刀座12的下面。在相应地转动双螺纹部分螺钉34时使刀座12径向向外移动并带动其上固定的切削嵌件11。不同于按图1至3的只轴向的调整装置，调整楔33的楔面(代替面20)用作为下支承面。夹紧螺钉35用于刀座12的固定，该夹紧螺钉以其螺纹杆部嵌入到刀具基座体10的一个孔36中。刀座的下部17在前面具有一个包括环形平面37的阶梯形通孔40，在夹紧状态下夹紧螺钉35的相应的环面38支承在环形平面37上。关于轴向调整可能性参阅以上关于图1至3的描述。孔40和39(参见图3和4)必须构成使螺钉35和29在切削嵌件的任何选定的径向调整时均仍可通过或不阻碍要求的径向调整。分别经由采用的阶梯形孔和螺钉头的环面的平面支承实现固定。
作为附加的措施，亦即为了确保切削嵌件11的精确的调整，将夹紧螺钉沿径向方向(参见箭头41)和沿轴向方向(参见箭头42)预紧。借此向支承面20(参见图1)的方向或向调整楔33的方向沿径向方向和向面43和44的方向沿轴向方向施加附加的力。这种方式的预紧不仅可以应用于切削嵌件的只轴向可调性而且可以应用于其轴向和径向可调性。
不同于图1至5中所示的刀具，刀具基座50构成为圆盘铣刀不仅用以安装径向夹紧的各切削嵌件11而且用以安装切向夹紧的切削嵌件51。沿圆盘铣刀的圆周以交替的方式依次分别成对设置径向夹紧的切削嵌件11和切向夹紧的切削嵌件51。关于径向夹紧的切削嵌件11的径向可调性适用相应于关于图1至5所说明的。切向夹紧的切削嵌件51，其在俯视图中具有一个矩形的、特别是方形的顶面，安装于一个盒52的一个凹槽中并且借助于一个固定螺钉固定之。盒52通过一个夹紧楔53借助于一个双螺纹部分螺钉54在刀具基座50一个凹槽内固定就位。为了盒52的径向调整设置一个调整楔55，该调整楔具有一个螺纹孔，其中嵌入一个双螺纹部分螺钉56，后者以其另一端嵌入在刀具基座50的一个相应的螺纹孔中。通过双螺纹部分螺钉的操作使调整楔55移动，该调整楔按照其调整经由上楔面57可使盒52径向向外或径向向内移动。为了盒52和切削嵌件51的径向调整，首先松开夹紧楔53，接着通过调整楔55调准要求的径向尺寸，然后借助于夹紧楔锁定该盒。
图6中所示的刀具可特别应用于加工曲轴。
如切削嵌件11一样各切削嵌件51也可以具有一PKD刀头和/或构成为转位式刀片。

Claims (14)

1.一种用于切削加工的盘式或板条式刀具，特别是用于在工件上如在加工过程中旋转的曲轴上切削外形，该刀具包括多个在圆周侧面或边缘侧面径向夹紧到一个刀具基座(10)上的切削嵌件(11)；其特征在于，至少一个切削嵌件(11)固定在一个盒式刀座(12)上，并且盒式刀座(12)借助于一个调整楔(13)在用于切削嵌件(11)的支承面的区域内可轴向调整和/或借助于一个调整楔(33)可径向调整。
2.按照权利要求1所述的盘式刀具，其特征在于，盒式刀座(12)具有一个两次弯曲的外形(15、16、17)，其上部(15)在前面构成用于切削嵌件(11)的支承面并且在后面贴靠在一个调整楔(13)上，而其平行于上部(15)位错的下部(17)借助于一个穿过一个孔的固定螺钉(31、35)固定在盘式刀具基座(10)上，其中，上部和下部(15、17)经由一个中间的横板条(16)相连结，并且通过调整楔(13)的位置变化，上部(15)通过弯曲可转向不同的轴向位置。
3.按照权利要求1或2所述的刀具，其特征在于，轴向调整范围在0.1mm至0.3mm之间。
4.按照权利要求1至3之一项所述的刀具，其特征在于，盒式刀座(12)的下部(17)具有一个螺纹机，一个固定于刀具基座(10)中的螺钉(31)从后面嵌入到该螺纹孔内。
5.按照权利要求1至3之一项所述的刀具，其特征在于，为了径向调整盒式刀座(12)，设置一个调整楔(33)，该调整楔贴靠在刀座(12)的下侧面上并且通过其位置变化可实现刀座(12)的径向调整。
6.按照权利要求5所述的刀具，其特征在于，盒式刀座(12)的下部(17)具有一个阶梯形通孔(40)，用以容纳一个夹紧螺钉(35)的杆部和头部，该螺钉的头部在夹紧状态下以端面(38)贴靠在通孔阶梯的相应的端面(37)上，其中夹紧螺钉(35)的螺纹杆部嵌入到盘式刀具基座的一个螺纹孔(36)中。
7.按照权利要求1至6之一项所述的刀具，其特征在于，调整楔(13、33)具有一个通透的螺纹孔，一个双螺纹部分螺钉(23、24)的一个螺纹部分嵌入到该螺纹孔中，其另一个螺纹部分嵌入到盘式刀具基座(10)的一个螺纹孔中。
8.按照权利要求1至7之一项所述的刀具，其特征在于，为了固定盒式刀座(12)的位置，设置一个锁紧螺钉(29)，它嵌入到盘式刀具基座的一个阶梯形孔中和盒式刀座(12)的上部(15)的后面上的一个螺纹盲孔(30)中。
9.按照权利要求2至8之一项所述的刀具，其特征在于，用于固定盒式刀座(12)的固定螺钉在夹紧状态下在沿轴向和/或径向方向作用的预紧力作用下贴靠在盘式或板条式刀具基座(10)上。
10.按照权利要求1至9之一项所述的刀具，其特征在于，切削嵌件(11)是一个具有一个PKD-刀头的转位式刀片。
11.按照权利要求1至10之一项所述的刀具，其特征在于，在盘式刀具基座(50)上附加设置至少一个切向夹紧的切削嵌件(51)或在一个板条式刀具基座上附加设置至少一个在上端面上夹紧的切削嵌件，其中，所述至少一个切向或至少一个在上端面上夹紧的切削嵌件(51)沿径向方向是可调整的，以加工工件的外径外形。
12.按照权利要求11所述的刀具，其特征在于，切向的或在上端面上设置的切削嵌件(51)夹紧在一个安装于一刀具基座凹槽内的盒(52)中，后者通过一个调整楔(55)沿径向方向是可调整的。
13.按照权利要求12所述的刀具，其特征在于，借助于一个夹紧楔(53)可锁定盒(52)。
14.按照权利要求12或13所述的刀具，其特征在于，夹紧楔(53)和/或调整楔(55)借助一个双螺纹部分螺钉(54、56)固定，该双螺纹部分螺钉一方面嵌入到调整楔(55)或夹紧楔(53)的一个通孔中而另一方面嵌入到刀具基座(50)的一个螺纹孔中。
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